保護-脱保護法により酸性基を導入した配位高分子を用いた アルカリイオン伝導体の開発

• 研究課題/領域番号: 22750053
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 九州大学 (2012); 京都大学 (2010-2011)
• 研究代表者: 山田 鉄兵 九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (10404071)
• 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: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 配位高分子 / 保護-脱保護法 / イオン伝導 / 配置高分子 / イオン電導 / イオン交換

研究概要

ナノサイズで細孔を有する配位高分子に、酸性基を導入する新しい手法を開発した。酸性基に有機反応により保護基を導入し、保護基を持った配位子と金属イオンを混ぜることで酸点を有する新規配位高分子を得た。そこに多様なイオン種を導入することで高イオン伝導体を構築することに成功した

研究成果

• [雑誌論文] Preparation of Sub-10 nm AgI Nanoparticles and a Study on their Phase Transition Temperature (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki Shuhei、Yamada Teppei、Kobayashi Hirokazu、Kitagawa Hiroshi
  • 雑誌名: Chem.-Asian J. 巻: Vo l. 8、No. 1 号: 1 ページ: 73-75
  • DOI: 10.1002/asia.201200790
  • URL: http://dx.doi.org/10.1002/asia.201200790
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superprotonic Conductivity in a Highly Oriented Crystalline Metal-Organic Framework Nanofilm (2013)
  • 著者名/発表者名: G. Xu, K. Otsubo, T. Yamada, S. Sakaida, H. Kitagawa
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 135 号: 20 ページ: 7438-7441
  • DOI: 10.1021/ja402727d
  • URL: http://dx.doi.org/10.1021/ja402727d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton-Conductive Magnetic Metal-Organic Frameworks, {NR3(CH2COOH)}[MaIIMbIII(ox)3]: Effect of Carboxyl Residue upon Proton Conduction (2013)
  • 著者名/発表者名: Okawa Hisashi、Sadakiyo Masaaki、Yamad a Teppei、Maesato Mitsuhiko、Ohba Masaaki、Kitagawa Hiroshi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: Vo l. 1 3 5、No. 6 号: 6 ページ: 2256-2262
  • DOI: 10.1021/ja309968u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Graphene Oxide Nanosheet with High Proton Conductivity (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Karim, K. Hatakeyama. T. Matsui, H. Takehiro, T. Taniguchi, M. Koinuma, Y. Matsumoto, T. Autogawa, T. Nakamura, S. Noro, T. Yamada, H. kitagawa, S. Hayami
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 135 号: 22 ページ: 8097-8100
  • DOI: 10.1021/ja401060q
  • URL: http://dx.doi.org/10.1021/ja401060q
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Key Mechanism of Ethanol Electrooxidation Reaction in a Noble-Metal-Free Metal-Organic Framework (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishimoto Takayoshi、Ogura Teppei、Koyama Michihisa、Yang Lifen、Kinoshita Shozo、Yamada Teppei、Tokunaga Makoto、Kitagawa Hiroshi
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: Vo l. 11 7、No. 20 号: 20 ページ: 10607-10614
  • DOI: 10.1021/jp4031046
  • URL: http://dx.doi.org/10.1021/jp4031046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Syntheses of metal-organic frameworks with protected phosphonate ligands (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamada Teppei、Kitagawa Hiroshi
  • 雑誌名: CrystEngComm 巻: Vo l. 1 4、No. 12 ページ: 4148-4152
  • URL: http://dx.doi.org/10.1039/C2CE25358E
  • 査読あり
• [雑誌論文] Facile Modular Assembly for Fast Construction of Highly Oriented Crystalline MOF Nanofilm (2012)
  • 著者名/発表者名: G.Xu, T. Yamada, K. Otsubo, S. Sakaida, H. Kitagawa
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 134 号: 40 ページ: 16524-16527
  • DOI: 10.1021/ja307953m
  • URL: http://dx.doi.org/10.1021/ja307953m
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective Separation of Water, Methanol and Ethanol by a Porous Coordination Polymer Built with a Flexible Tetrahedral Ligand (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Shigematsu, T. Yamada, H. Kitagawa
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 134 号: 32 ページ: 13145-13147
  • DOI: 10.1021/ja306401j
  • URL: http://dx.doi.org/10.1021/ja306401j
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Proton Conductivity by a Metal-Organic Framework Incorporating Zn80 Clusters with Aligned Imidazolium Groups Decorating the Channels (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sen, N. Nair, T. Yamada, H. Kitagawa, F. Bharadwaj
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 134 号: 47 ページ: 19432-19437
  • DOI: 10.1021/ja3076378
  • URL: http://dx.doi.org/10.1021/ja3076378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Promotion of Low-Humidity Proton Conduction by Controlling Hydrophilicity in Layered Metal-Organic Frameworks (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Sadakiyo, H.Okawa, A.Shigematsu, M.Ohba, T.Yamada, H.Kitagawa
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 134 号: 12 ページ: 5472-5475
  • DOI: 10.1021/ja300122r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Syntheses of Metal-Organic Frameworks with Protected Phosphonate Ligands (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada, H. Kitagawa
  • 雑誌名: CrystEngComm 巻: 14 号: 12 ページ: 4148-4152
  • DOI: 10.1039/c2ce25358e
  • 査読あり
• [雑誌論文] 空間設計の多彩さが生むプロトン伝導性やマルチフェロイック特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田 鉄兵、北川 宏
  • 雑誌名: 現代化学 巻: 493 ページ: 44-45
• [雑誌論文] エネルギーに対する「脇役の技術」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田 鉄兵
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Coord. Chem. 巻: 60 ページ: 45-47
• [雑誌論文] Quasi-Elastic Neutron Scattering Studies on Dynamics of Water Confined in Nanoporous Copper Rubeanate Hydrates (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, R.Yonamine, T.Yamada, H.Kitagawa, M.Tyagi, M.Nagao, O.Yamamuro
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry B 巻: 115 号: 46 ページ: 13563-13569
  • DOI: 10.1021/jp2029467
  • URL: http://dx.doi.org/10.1021/jp2029467
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of A Novel Isoreticular Metal-Organic Framework by Protection and Complexation of 2,5-Dihydroxyterephthalic Acid (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, H.Kitagawa
  • 雑誌名: Supramolecular Chemistry 巻: 23 号: 3-4 ページ: 315-318
  • DOI: 10.1080/10610278.2010.531138
  • URL: http://dx.doi.org/10.1080/10610278.2010.531138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Porous Interpenetrating Metal-Organic Frameworks with Hierarchal Nodes (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, S.Iwakiri, T.Hara, K.Kanaizuka, M.Kurmoo, H.Kitagawa
  • 雑誌名: Cryst.Growth Des. 巻: 11 号: 5 ページ: 1798-1806
  • DOI: 10.1021/cg1017278
  • URL: http://dx.doi.org/10.1021/cg1017278
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure manufacturing of proton-conducting organic-inorganic hybrid silicophosphite membranes by solventless synthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Tokuda Yomei、Oku Satoshi、Yamada Teppei、Takahashi Masahide、Yoko Toshinobu、Kitagawa Hiroshi、Ueda Yoshikatsu
  • 雑誌名: J. Mater. Res. 巻: Vo l. 2 6、No. 6 号: 6 ページ: 796-803
  • DOI: 10.1557/jmr.2010.89
  • NAID: 120003534361
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wide Control of Proton Conductivity in Porous Coordination Polymers (2011)
  • 著者名/発表者名: Shigematsu Akihito、Yamad a Tepp ei、Kitagawa Hiroshi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: Vo l. 133、No. 7 号: 7 ページ: 2034-2036
  • DOI: 10.1021/ja109810w
  • URL: http://dx.doi.org/10.1021/ja109810w
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydroxyl Group Recognition by Hydrogen-Bonding Donor and Acceptor Sites Embedded in a Layered Metal-Organic Framework (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Sadakiyo, T.Yamada, H.Kitagawa
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 133 号: 29 ページ: 11050-11053
  • DOI: 10.1021/ja203291n
  • URL: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja203291n
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wide Control of Proton Conductivity in Porous Coordination Polymers (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Shigematsu, T.Yamada, H.Kitagawa
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: Vol.133 ページ: 2034-2036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Porous Interpenetrating Metal-Organic Frameworks with Hierarchal Nodes (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, S.Iwakiri, T.Hara, K.Kanaizuka, M.Kurmoo, H.Kitagawa
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: 11(5) ページ: 1798-1806
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure Manufacturing of Proton-Conducting Organic-Inorganic Hybrid Silicophosphilte Membranes by Solventless Synthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Tokuda, S.Oku, T.Yamada, M.Takahashi, T.Yoko, H.Kitagawa, Y.Ueda
  • 雑誌名: Journal of Materials Research 巻: Vol.26 ページ: 796-803
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of A Novel Isoreticular Metal-Organic Framework by Protection and Complexation of 2,5-Dihydroxyterephthalic Acid. (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, H.Kitagawa
  • 雑誌名: Supramolecular Chemistry 巻: 23 ページ: 315-318
  • 査読あり
• [雑誌論文] 燃料電池への元素戦略的アプローチ-配位高分子による非白金電極触媒- (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵、北川宏
  • 雑誌名: 月刊「化学」 巻: 66 ページ: 36-41
  • NAID: 40018267444
• [雑誌論文] 触媒作用と伝導性を併せ持つ配位高分子の誕生 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵、木下昌三、北川宏
  • 雑誌名: 現代化学 巻: 478 ページ: 50-54
• [雑誌論文] A Metal-Organic Framework as an Electrocatalyst for Ethanol Oxidation (2010)
  • 著者名/発表者名: Yang Lifen、Kinoshita Shozo、Yamada Teppei、Kanda Seiichi、Kitagawa Hiroshi、Tokunaga Makoto、Ishimoto Takayoshi、Ogura Teppei、Nagumo Ryo、Miyamoto Akira、Koyama Michihisa
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: Vo l. 4 9、No. 31 号: 31 ページ: 5348-5351
  • DOI: 10.1002/anie.201000863
  • URL: http://dx.doi.org/10.1002/anie.201000863
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calorimetric and Neutron Diffraction Studies on Transitions of Water Confined in Nanoporous Copper Rubeanate (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada Takeshi、Yonamine Ryo、Yamad a Teppei、Kitagawa Hiroshi、Yamamuro Osamu
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: Vo l. 1 1 4、No. 25 号: 25 ページ: 8405-8409
  • DOI: 10.1021/jp912212m
  • URL: http://dx.doi.org/10.1021/jp912212m
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structures and Proton Conductivity of One-Dimensional M(dhbq)・nH2O (M = Mg, Mn, Co, Ni, and Zn, H2(dhbq) = 2,5-Dihydroxy-1,4-benzoquinone) Promoted by Connected Hydrogen-Bond Networks with Absorbed Water (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada Teppei、Morikawa Shota、Kitagawa Hiroshi
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: Vo l. 8 3、No. 1 号: 1 ページ: 42-48
  • DOI: 10.1246/bcsj.20090216
  • NAID: 130004058970
  • URL: http://www.jstage.jst.go.jp/article/bcsj/83/1/83_42/_article
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Characterization of a Polarized Coordination Polymer of a Zinc(II) Biphenyldicarboxylate Bearing a Sulfone Group (2010)
  • 著者名/発表者名: Kanaizuka Katsuhiko、Iwakiri Shoji、Yamad a Teppei、Kitagawa Hiroshi
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: Vo l. 3 9、No. 1 号: 1 ページ: 28-29
  • DOI: 10.1246/cl.2010.28
  • NAID: 10027176334
  • URL: http://www.jstage.jst.go.jp/article/cl/39/1/39_28/_article
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Metal-Organic Framework as An Electrocatalyst for Ethanol Oxidation (2010)
  • 著者名/発表者名: L.Yang, S.Kinoshita, T.Yamada, S.Kanda, H.Kitagawa, M.Tokunaga, T.Ishimoto, T.Ogura, R.Nagumo, A.Miyamoto, M.Koyama
  • 雑誌名: Angewandte Chemie, Intenational Edition 巻: Vol.49 ページ: 5348-5351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calorimetric and Neutron Diffraction Studies on Transitions of Water Confined in Nanoporous Copper Rubeanate (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, Ryo Yonamine, Teppei Yamada, Hiroshi Kitagawa, Osamu Yamamuro
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry B 巻: 114 ページ: 8405-8409
  • 査読あり
• [雑誌論文] 保護-脱保護法による配位高分子への官能基の導入 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵
  • 雑誌名: 京都大学低温物質科学研究センター誌 巻: 17 ページ: 3-9
  • NAID: 120003850825
  • 査読あり
• [雑誌論文] 非白金触媒を配位高分子で実現 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵、木下昌三、北川宏
  • 雑誌名: Bulletin of the Ceramic Society of Japan
• [学会発表] 酸性配位高分子を用いたプロトン伝導体の創成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田 鉄兵
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 招待講演
• [学会発表] 配位高分子(Cu(mtpm)のレドックス挙動とイオンの選択吸着挙動) (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田 鉄兵
  • 学会等名: 第１回東北大学「卓越大学院」研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 招待講演
• [学会発表] MIL53(Al)PO3H2のプロトン伝導性とイオン交換特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵、北川宏
  • 学会等名: 日本化学会
  • 発表場所: 慶応大学
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] 配位高分子を用いたプロトン伝導体の創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵
  • 学会等名: 山形大学理学部講演会
  • 発表場所: 山形大学(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-23
• [学会発表] 配位高分子細孔内に取り込まれたゲスト分子の相挙動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵
  • 学会等名: 第5回東北大学G-COE研究会
  • 発表場所: 東北大学(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-20
• [学会発表] 配位高分子の酸点を利用したプロトン伝導性と分子認識 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田 鉄兵
  • 学会等名: 第14回規則性多孔体セミナー
  • 発表場所: 鳥取大学
  • 招待講演
• [学会発表] 配位高分子の細孔を用いた固体プロトン伝導体 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵
  • 学会等名: 第2回京都大学GCOE-理化学研究所共同シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2011-11-11
• [学会発表] Consecutive and Wide Control of Proton Conductivity by Embedded Functional Groups into Porous Coordination Polymers (2011)
  • 著者名/発表者名: Teppei Yamada
  • 学会等名: BIT's 1st International conference on nano science and technology
  • 発表場所: 大連、中国(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] Consecutive and Wide Control of Proton Conductivity by Embedded Functional Groups into Porous Coordination Polymers (2011)
  • 著者名/発表者名: Teppei YAMADA, Akihito SHIGEMATSU, Hiroshi KITAGAWA
  • 学会等名: Asian Confference on Coordination Chemistry
  • 発表場所: デリー、インド(招待)
  • 年月日: 2011-10-17
• [学会発表] MIL-53(Al)PO3H2Oの合成とプロトン伝導性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵、北川宏
  • 学会等名: 分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Synthesis and Proton Conductivity of MIL-53(Al)PO3H2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Teppei YAMADA, Hiroshi KITAGAWA
  • 学会等名: 61st JSCC Symposium
  • 発表場所: 岡山理科大学
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] Proton Conductivity of Preciously Controlled Hydrogen Bond Networks Constructed in Metal-Organic Frameworks (2011)
  • 著者名/発表者名: Teppei YAMADA, Hiroshi KITAGAWA
  • 学会等名: 分子研研究会「金属錯体の機能化の現状と将来展望」
  • 発表場所: 岡崎カンファレンスルーム(愛知県)
  • 年月日: 2011-01-09
• [学会発表] Protection and Deprotection Approach for Constructing Metal-Organic Frameworks having Large Pore Aperture (2010)
  • 著者名/発表者名: Teppei YAMADA, Hiroshi KITAGAWA
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: ホノルル(ハワイ州、USA)
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Synthesis of Metal-Organic Frameworks Having Phosphate Group and Their Proton Conductivity (2010)
  • 著者名/発表者名: Teppei YAMADA, Hiroshi KITAGAWA
  • 学会等名: 60th Anniversary Conference on Coordination Chemistry in OSAKA
  • 発表場所: 大阪府
  • 年月日: 2010-09-28
• [図書] Metal-Organic Frameworks: Materials, Properties and Applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamada Teppei、Kitagawa Hiroshi
  • 出版者: eds. O. L. Ortiz and L. D. Ramirez, Nova publishers
• [図書] Bull. Chem. Soc. Coord. Chem. Vol . 60 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田 鉄兵
• [図書] 現代化学 Vol. 493、No. 4 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田 鉄兵、北川 宏
• [図書] 現代化学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵、北川宏
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 空間設計の多彩さが生むプロトン伝導性やマルチフェロイック特性
• [図書] 化学同人 Vol . 66 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田 鉄兵、北川 宏
• [図書] 触媒技術の動向と展望 Vol. 2011 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田 鉄兵、北川 宏、牧浦 理恵
• [図書] 東京化学同人 Vol . 478 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田 鉄兵、木下 昌三、北川 宏
• [図書] 京都大学低温物質科学研究センター誌 Vol . 17 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田 鉄兵
  • 出版者: 京都大学低温物質科学センター
• [図書] 空間を持つ機能性物質の創成 Vol . 3 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田 鉄兵、北川 宏
• [図書] Bulletin of the Ceramic Society of Japan Vol . 45 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田 鉄兵、木下 昌三、北川 宏
  • 総ページ数: 930
  • 出版者: 日本セラミックス協会
• [図書] CSJカレントレビュー3、革新的な多孔質材料空間を持つ機能性物質の創成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 日本化学会(編集)
  • 出版者: 化学同人
• [備考] 受賞 1. 第62回進歩賞(日本化学会) 酸性配位高分子を用いたプロトン伝導体の創成、2013年3月
• [備考] 受賞 2. 錯体化学会研究奨励賞(錯体化学会) 配位高分子を用いたプロトン伝導体の創成、2012年9月
• [備考] 受賞 3. 第1回新化学技術研究奨励賞(新化学技術推進協会)課題2:世界に先駆ける新製品開発に資する「新素材」実現のための基礎的・基盤的研究 細孔内物質の相転移コントロールによる「漏れない液体」、2012年5月25日
• [備考]
  • URL: http://www.chem.kyushu-u.ac.jp/~kimizuka/
• [備考]
  • URL: http://www.chem.kyushu-u.ac.jp/~cms/