有機-無機複合体を基盤とした分子・イオンの凝縮・変換システムの創製

• 研究課題/領域番号: 22310058
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ構造科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 内田 さやか 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 准教授 (10361510)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円); 2012年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2011年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2010年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
• キーワード: ナノ材料 / 複合材料・物性 / 自己組織化 / 触媒・化学プロセス

研究概要

エネルギーや物質の有効利用を可能にする機能性固体の開発は重要課題の一つである。本研究では、ナノサイズの金属酸化物クラスターを、金属錯体や単核金属陽イオンと複合化することにより、細孔の径・体積・次元性、ゲスト分子に対する親和性が制御された機能性空間を有するイオン結晶(複合体)が構築されることを見出した。さらに、結晶格子内へのゲスト分子の吸着過程・状態をin-situ分光法、X線回折法や量子化学計算を用いて解析し、吸着分離・触媒材料としての機能開発を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Cubic Cesium Hydrogen Silicododecatungstates with Anisotropic Morphology and Polyoxometalate Vacancies Exhibiting Selective Water Sorption and Cation-Exchange Properties (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ogasawara, S. Uchida, T. Maruichi, R. Ishikawa, N. Shibata, Y. Ikuhara, N. Mizuno
  • 雑誌名: Chemistry of Materials 巻: 25 号: 6 ページ: 905-911
  • DOI: 10.1021/cm3039448
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Structural Characterization of Inorganic-Organic-Inorganic Hybrids of Dipalladium-Substituted y-Keggin Silicodecatungstates (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomohisa Hirano, Kazuhiro Uehara, Sayaka Uchida, Mitsuhiro Hibino, Keigo Kamata, Noritaka Mizuno
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 52 号: 5 ページ: 2662-2670
  • DOI: 10.1021/ic302703k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Selective Sorption and Separation of CO2 from a Gas Mixture of CO2 and CH4 at Room Temperature by a Zeolitic Organic-Inorganic Ionic Crystal and Investigation of the Interaction with CO2 (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Eguchi, S. Uchida, N. Mizuno, J. Phys.
  • 雑誌名: Chem. C, 巻: 116 号: 30 ページ: 16105-16110
  • DOI: 10.1021/jp305890s
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polyoxotungstate-Surfactant Layered Crystal toward Conductive Inorganic-Organic Hybrid (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, N. Fujimoto, S. Uchida, J. Iijima, H. Naruke, N. Mizuno
  • 雑誌名: Crystals 巻: 2 号: 2 ページ: 362-373
  • DOI: 10.3390/cryst2020362
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and Dynamical Aspects of Alkylammonium Salts of a Silicodecatugstate as Heterogeneous Epoxidation Catalysts (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Uchida, K. Kamata, Y. Ogasawara, M. Fujita, *N. Mizuno
  • 雑誌名: Dalton. Trans. 巻: 41 号: 33 ページ: 9979-9983
  • DOI: 10.1039/c2dt30492a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ionic Crystals [M3O (00CC6H5)6(H2O)3]4[α-SiW12040」(M=Cr, Fe) as Heterogeneous Catalysts for Pinacol Rearrangement (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Uchida, A.Lesbani, Y.Ogasawara, N.Mizuno
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 51 号: 2 ページ: 1635-1640
  • DOI: 10.1021/ic2025186
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-Dimensional Ordered Arrays of 58 x 58 x 58 Å3 Hollow Frameworks in Ionic Crystals of M2Zn2-Substituted Polyoxometallates (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Suzuki, Y.Kikukawa, S.Uchida, H.Tokoro, K.Imoto, S.Ohkoshi, N.Mizuno
  • 雑誌名: Angewandte Chemmie International Edition 巻: 51 号: 7 ページ: 1597-1612
  • DOI: 10.1002/anie.201107041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Selective CO2 Sorption : Inverse and High CO2/C2H2 Sorption Selectivity in Fiexible Organic-Inorganic Ionic Crystal (2012)
  • 著者名/発表者名: R.Eguchi, S.Uchida, N.Mizuno
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 51 号: 7 ページ: 1635-1640
  • DOI: 10.1002/anie.201107906
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective Sorption of Olefins by Halogen-Substituted Macrocation-Polyoxometalate Porous Ionic Crystals (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Uchida, R.Egucni, S.Nakamura, N.Kurosawa, N.Mizuno
  • 雑誌名: Chemistry of Materials 巻: 24 号: 2 ページ: 325-330
  • DOI: 10.1021/cm202976e
  • 査読あり
• [雑誌論文] 二酸化炭素を見分ける！―多孔性イオン結晶の構築と機能開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 水野哲孝, 内田さやか
  • 雑誌名: 化学 巻: 67(6) ページ: 64-65
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tritium Removal from Tritiated Water using Mesoporous Silica (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Taguchi, R. Akai, M. Saito, Y. Torikai, M. Matsuyama, M. Ogura, S. Uchida
  • 雑誌名: Fus. Sci. and Tech 巻: 60 ページ: 1395-1398
  • URL: http://www.ans.org/pubs/journals/fst/a_12691
• [雑誌論文] Tritium Removal from Tritiated Water using Mesoporous Silica (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Taguchi, R.Akai, M.Saito, Y.Torikai, M.Matsuyama, M.Ogura, S.Uchida
  • 雑誌名: Fusion Science and Technology 巻: 60 ページ: 1395-1398
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zeotype Organic-Inorganic Ionic Crystals by Facile Cation-Exchange and the Controllable Sorption Properties (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Uchida, R. Eguchi, N. Mizuno
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 49 号: 51 ページ: 9930-9934
  • DOI: 10.1002/anie.201005176
• [雑誌論文] Flexible Nonporous Heterogeneous Catalyst for Size-Selective Oxidation (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Mizuno, S. Uchida, K. Kamata, R. Ishimoto, S. Nojima, K. Yonehara, Y. Sumida
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed., 巻: 49 号: 51 ページ: 9972-9976
  • DOI: 10.1002/anie.201005275
• [雑誌論文] Flexible Nonporous Heterogeneous Catalyst for Size-Selective Oxidation (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Mizuno, S.Uchida.K.Kamata, R.Ishimoto, S.Nojima, K.Yonehara, Y.Sumida
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 49 ページ: 9972-9976
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zeotype Organic-Inorganic Ionic Crystals by Facile Cation-Exchange and the Controllable Sorption Properties (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Uchida, R.Eguchi, N.Mizuno
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 49 ページ: 9930-9934
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有機-無機ハイブリッド材料 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか
  • 雑誌名: 化学と教育 巻: 58 ページ: 576-577
  • 査読あり
• [学会発表] ポリオキソメタレートを基盤とした機能性イオン結晶の創製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか
  • 学会等名: 触媒学会埼玉地区講演会
  • 発表場所: 埼玉大学(浦和)
  • 年月日: 2013-01-11
• [学会発表] ポリオキソメタレートを基盤とした機能性イオン結晶の創製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか
  • 学会等名: 触媒学会埼玉地区講演会
  • 発表場所: 埼玉大学（埼玉県、さいたま市）
  • 招待講演
• [学会発表] 金属酸化物の配列制御による有機‐無機イオン結晶の創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田 さや か
  • 学会等名: 新学術領域研究若手合同シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学(本郷)
  • 年月日: 2012-12-20
• [学会発表] 分子の吸着・分離・反応場となるイオン結晶の創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか
  • 学会等名: 触媒学会勉強会「新規多孔体による吸着の科学
  • 発表場所: 東京大学(駒場)
  • 年月日: 2012-11-11
• [学会発表] Creation of Functional Nanospace byHierarchical Arrangement of Inorganic-Organic Units (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Uchida
  • 学会等名: Mini-symposia Catalysis Research Initiative on Supramolecular Materials at 62ndJSCC
  • 発表場所: Toyama
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] シリコタングステートアルキルアンモニウム塩の構造・動的挙動と不均一系触媒機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか,鎌田慶吾,小笠原義之,藤田恵,水野哲孝
  • 学会等名: 第62回錯体化学討論会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] ハロゲンを導入したポリオキソメタレート複合体の創製とその選択的オレフィン吸着特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか・江口諒・仲村慎之介・黒澤範行・水野哲孝
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶応大学、横浜
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 分子の吸着・分離・反応場となる有機-無機イオン結晶 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか
  • 学会等名: 第12回規則性多孔体研究会セミナー
  • 発表場所: 東京大学、東京(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-11
• [学会発表] 金属酸化物の配列制御による有機―無機複合化イオン結晶の創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか
  • 学会等名: 新学術領域研究若手合同シンポジウム「配位プログラム」×「融合マテリアル」
  • 発表場所: 東京大学（東京都、文京区）
  • 招待講演
• [学会発表] Creation of Functional Nanospace by Hierarchical Arrangement of Inorganic-Organic Units (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか
  • 学会等名: 錯体化学会第62回討論会
  • 発表場所: 富山大学（富山県、富山市）
  • 招待講演
• [学会発表] シリコタングステートアルキルアンモニウム塩の構造・動的挙動と不均一系酸化触媒能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか・鎌田慶吾・小笠原義之・藤田恵・水野哲孝
  • 学会等名: 錯体化学会第62回討論会
  • 発表場所: 富山大学（富山県、富山市）
• [学会発表] Structural Flexibility in Organic-Inorganic Ionic Crystals: Effect on Sorption Properties (2012)
  • 著者名/発表者名: Sayaka Uchida, Ryo Eguchi, Noritaka Mizuno
  • 学会等名: International Symposium on Zeolites and MicroPorous Crystals (ZMPC2012)
  • 発表場所: Aster Plaza(広島県、広島市)
• [学会発表] ポリオキソメタレートを基盤とした機能性固体の創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか
  • 学会等名: 第4回ワークショップ固体材料合成および評価技術の新展開
  • 発表場所: プラザホテル吾妻、福島(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] ポリオキソメタレートを基盤とした機能性固体の創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内田 さやか
  • 学会等名: 第4回ワークショップ固体材料合成および評価技術の新展開
  • 発表場所: 福島
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] Hierarchical Design and Synthesis ofPolyoxometalate-Based Functional Ionic Crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Uchida, N. Mizuno
  • 学会等名: France-Japan Coordination Chemistry Symposium 2011
  • 発表場所: Rennes, France
  • 年月日: 2011-07-01
• [学会発表] Hierarchical Design and Synthesis of Polyoxometalate-Based Functional Ionic Crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Uchida, N.Mizuno
  • 学会等名: France-Japan Coordination Chemistry Symposium 2011
  • 発表場所: レンヌ大学、レンヌ、フランス(招待講演)
  • 年月日: 2011-07-01
• [学会発表] 金属酸化物クラスターを基盤とした機能性固体の創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内 田さやか
  • 学会等名: 大阪府立大学ナノ科学・材料人材育成拠点第19回セミナー
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-06-13
• [学会発表] 金属酸化物クラスターを基盤とした機能性固体の創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか
  • 学会等名: 大阪府立大学ナノ科学・材料人材育成拠点第19回セミナー
  • 発表場所: 大阪府立大学、大阪(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-13
• [学会発表] 分子の貯蔵・分離,変換場となるポリオキソメタレート複合体の創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか
  • 学会等名: 第9回ナノ学会・ナノサイエンススクール
  • 発表場所: 北海道大学、札幌(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-04
• [学会発表] 分子の貯蔵・分離,変換場となるポリオキソメタレート複合体の創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか
  • 学会等名: 第9回ナノ学会・ナノサイエンススクール
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-06-02
• [学会発表] ナノスケール構造体の新展開-構造・機能・応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか
  • 学会等名: 第20回MRS-J
  • 発表場所: 横浜市開港紀念会館
  • 年月日: 2010-12-22
• [学会発表] Size-Selective Sorption of Small OrganicMolecules in Polyoxometatate-Macrocation Hybrid Crystal Stabilized by ?-? Interactions (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Uchida, N. Mizuno
  • 学会等名: PACIFICHEM 2010 New Frontiers in Polyoxometalate Chemistry (#251)
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2010-12-17
• [図書] 触媒年鑑「触媒技術の動向と展望 2013」 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか
  • 出版者: 触媒学会監修
• [図書] 二酸化炭素を見分ける!-多孔性イオン結晶の構築と機能開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 水野哲孝, 内田さか
  • 出版者: 化学
• [図書] 触媒調製ハンドブック(岩本正和監修), エヌ・ティー・エス (2012)
  • 著者名/発表者名: 水野哲孝, 内田さやか
  • 出版者: 水野哲孝, 内田さやか, 触媒調製ハンドブック(岩本正和監修), エヌ・ティー・エス
• [図書] Ag_2[Cr_3O(OOC_2H-5)_6(H_2O)_3]_2[a_SiW_<12>O_<40>]・nH_2Oの調製(触媒調製ハンドブック)(岩本正和監修) (2011)
  • 著者名/発表者名: 水野哲孝, 内田さやか
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [図書] 有機-無機ハイブリッド材料 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか
  • 出版者: 化学と教育
• [図書] 多孔性有機かご型分子-軽い、可溶、プロセス化しやすい (2010)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか
  • 出版者: 化学