塩包接法により水酸化物イオンを導入した配位高分子を用いた高イオン伝導性の発現

• 研究課題/領域番号: 26810037
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 貞清 正彰 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 助教 (40635885)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 配位高分子 / 配位子交換反応 / イオン伝導体 / 水酸化物イオン / 塩包接反応

研究成果の概要

塩包接法および配位子交換反応を用い、水酸化物イオンを細孔内に導入した配位高分子の設計・合成を行った。熱耐性のある様々な配位高分子に塩包接反応を適用し、その有効性の有無を明らかにした。また、その過程で、様々な配位高分子のアルカリ耐性を明らかにした。さらに、配位子交換反応をアルカリ耐性のあるZIF-8を母骨格として適用することにより、塩基性部位を導入した新規配位高分子の合成に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Introduction of an Amino Group on Zeolitic Imidazolate Framework through a Ligand Exchange Reaction (2017)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Sadakiyo, Takahiro Kuramoto, Kenichi Kato, Miho Yamauchi
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 印刷中 号: 7 ページ: 1004-1006
  • DOI: 10.1246/cl.170323
  • NAID: 130005709490
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Poly[tris{m-2-[(dimethylamino)methyl]imidazolato-k3N1,N2:N3}(nitrato-kO)dizinc(II)] (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Kuramoto, Masaaki Sadakiyo, Miho Yamauchi
  • 雑誌名: IUCrData 巻: 1 号: 10
  • DOI: 10.1107/s2414314616016266
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] One-step electrosynthesis of ethylene and ethanol from CO2 in an alkaline electrolyzer (2016)
  • 著者名/発表者名: Sichao Ma, Masaaki Sadakiyo, Raymond Luo, Heima Minako, Miho Yamauchi, Paul J. A. Kenis
  • 雑誌名: Journal of Power Sources 巻: 301 ページ: 219-228
  • DOI: 10.1016/j.jpowsour.2015.09.124
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Significant Change in Selective Adsorption Behaviour for Ethanol by Flexibility Control through the Type of Central Metals in a Metal–Organic Framework (2016)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Sadakiyo, Teppei Yamada, Kenichi Kato, Masaki Takata, Hiroshi Kitagawa
  • 雑誌名: Chemical Science 巻: 7 号: 2 ページ: 1349-1356
  • DOI: 10.1039/c5sc03325j
  • NAID: 120005841414
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton Conductive Metal-Organic Frameworks (2016)
  • 著者名/発表者名: Teppei Yamada, Masaaki Sadakiyo, Akihito Shigematsu, Hiroshi Kitagawa
  • 雑誌名: Bulletin of Chemical Society of Japan 巻: 89 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1246/bcsj.20150308
  • NAID: 130005119461
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Superionic Conduction in Co-Vacant P2-NaxCoO2 Created by Hydrogen Reductive Elimination (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Kato, Hidetaka Kasai, Akihiro Hori, Masaki Takata, Susumu Kitagawa, Hiroshi Tanaka, Akira Kobayashi, Nobuki Ozawa, Momoji Kubo, Hidekazu Arikawa, Tatsuya Takeguchi, Masaaki Sadakiyo, Miho Yamauchi
  • 雑誌名: Chemistry - An Asian Journal - 巻: 0
  • NAID: 120007129530
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomically mixed Fe-group nanoalloys: catalyst design for the selective electrooxidation of ethylene glycol to oxalic acid (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Matsumoto, M. Sadakiyo, M. L. Ooi, T. Yamamoto, S. Matsumura, K. Kato, T. Takeguchi, N. Ozawa, M. Kubo, M. Yamauchi
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: in press 号: 17 ページ: 11359-11366
  • DOI: 10.1039/c5cp00954e
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Proton Conduction Study on Channel/Layer Networks of LaIIIMIII(ox)3∙10H2O (M = Cr, Co, Ru, La) and Related LaIIICoII(ox)2.5∙4H2O (2015)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Okawa, Masaaki Sadakiyo, Kazuya Otsubo, Ko Yoneda, Teppei Yamada, Masaaki Ohba, Hiroshi Kitagawa
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 54 号: 17 ページ: 8529-8535
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.5b01176
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of solid-solution-type Fe–Co nanoalloys by synchronous deposition of Fe and Co using dual arc plasma guns (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Sadakiyo, Minako Heima, Tomokazu Yamamoto, Sho Matsumura, Masashi Matsuura, Sugimoto Satoshi, Miho Yamauchi
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 44 号: 36 ページ: 15764-15768
  • DOI: 10.1039/c5dt02815a
  • 査読あり
• [雑誌論文] CO2-free electric power circulation via direct charge and discharge using the glycolic acid/oxalic acid redox couple (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryota Watanabe, Miho Yamauchi, Masaaki Sadakiyo, Ryu Abe, Tatsuya Takeguchi
  • 雑誌名: Energy & Environmental Science 巻: 8 号: 5 ページ: 1456-1462
  • DOI: 10.1039/c5ee00192g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton Conductivity Control by Ion Substitution in a Highly Proton-Conductive Metal?Organic Framework (2014)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Sadakiyo, Teppei Yamada, Hiroshi Kitagawa
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 136 号: 38 ページ: 13166-13169
  • DOI: 10.1021/ja507634v
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Proton dynamics of two-dimensional oxalate-bridged coordination polymers (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Miyatsu, Maiko Kofu, Atsushi Nagoe, Takeshi Yamada, Masaaki Sadakiyo, Teppei Yamada, Hiroshi Kitagawa, Madhusudan Tyagi, Victoria Garcı´a Sakai and Osamu Yamamuro
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 16 号: 32 ページ: 17295-17304
  • DOI: 10.1039/c4cp01432d
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CO2-Free Power Generation on an Iron Group Nanoalloy Catalyst via Selective Oxidation of Ethylene Glycol to Oxalic Acid in Alkaline Media (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Matsumoto, M. Sadakiyo, M. L. Ooi, S. Kitano, T. Yamamoto, S. Matsumura, K. Kato, T. Takeguchi, M. Yamauchi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 5620-5620
  • DOI: 10.1038/srep05620
  • NAID: 120007179834
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of nanoalloy catalysts for realization of carbon-neutral energy cycles (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Yamauchi, M. Heima, M. Sadakiyo
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 783-786 号: 29 ページ: 3046-2050
  • DOI: 10.1039/c4dt00996g
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｒｏｔｏｎ－Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｐａｔｈｗａｙｓ ｂｙ Ｗａｔｅｒ－Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ－Ｂｏｎｄｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｉｎ ａ Ｍｅｔａｌ－Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ (2014)
  • 著者名/発表者名: Ｍ． Ｓａｄａｋｉｙｏ， Ｔ． Ｙａｍａｄａ， Ｋ． Ｈｏｎｄａ， Ｈ． Ｍａｔｓｕｉ， ａｎｄ Ｈ． Ｋｉｔａｇａｗａ
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ 巻: 136 号: 21 ページ: 7701-7707
  • DOI: 10.1021/ja5022014
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of Nanoalloy Catalysts for Realization of Carbon-Neutral Energy Cycles (2014)
  • 著者名/発表者名: Miho Yamauchi, Minako, Heima, Masaaki Sadakiyo
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 783-786 ページ: 2046-2050
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.783-786.2046
  • 査読あり
• [学会発表] 配位子交換反応により塩基性部位を導入された新規配位高分子の合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 倉本尭弘、貞清正彰、加藤健一、山内美穂
  • 学会等名: 錯体化学会第66会討論会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2016-09-11
• [学会発表] Design and Syntheses of Ion-Conducting Metal-Organic Frameworks (2016)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Sadakiyo
  • 学会等名: The 3rd CMS International Symposium
  • 発表場所: Kyushu University
  • 年月日: 2016-01-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Design and Syntheses of Highly Proton-Conductive Metal-Organic Frameworks (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Sadakiyo, Teppei Yamada, Maiko Kofu, Takeshi Yamada, Osamu Yamamuro, Hiroshi Kitagawa
  • 学会等名: 1st Japan-Korea Joint Symposium on Protonics and Related Materials
  • 発表場所: Kyoto University
  • 年月日: 2015-11-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Neutron Scattering Studies on MOF-type Proton Conductors (2015)
  • 著者名/発表者名: Osamu Yamamuro, Maiko Kofu, Takeshi Yamada, Satoshi Miyatsu, Ryo Yonamine, Atsushi Nagoe, Masaaki Sadakiyo, Teppei, Yamada, Hiroshi Kitagawa, Victoria Garcia-Sakai, Michihiro Nagao, Madhusudan Tyagi, Giovanna G Simeoni, Wiebke Lohstroh
  • 学会等名: 1st Japan-Korea Joint Symposium on Protonics and Related Materials
  • 発表場所: Kyoto University
  • 年月日: 2015-11-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] アークプラズマ蒸着法を用いた金属ナノ粒子担持配位高分子の作製と触媒特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 貞清正彰
  • 学会等名: ナノ学会ナノ構造･物性-ナノ機能・応用部会合同シンポジウム
  • 発表場所: 西新プラザ
  • 年月日: 2015-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] アークプラズマ蒸着法を用いた金属ナノ粒子担持配位高分子の作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 貞清正彰、山内美穂、笠井秀隆、加藤健一、高田昌樹
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] 熱安定配位高分子の酢酸吸着特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉丸翔太郎、貞清正彰、加藤健一、山内美穂
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] 新規FeSn合金ナノ粒子の作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 古賀由佳里、渡邉亮太、貞清正彰、山内美穂
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] カーボンニュートラルエネルギー社会に資する錯体材料の開拓 (2015)
  • 著者名/発表者名: 貞清正彰
  • 学会等名: 九州錯体化学懇談会第247回例会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2015-02-28
  • 招待講演
• [学会発表] Catalytic property of metal nanoparticles supported on porous metal-organic frameworks (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Sadakiyo, Shotaro Yoshimaru, Miho Yamauchi
  • 学会等名: 第二回東北大学研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-02-20
• [学会発表] Development of a carbon-neutral energy cycle using the glycolic acid/oxalic acid recox souple (2015)
  • 著者名/発表者名: Miho Yamauchi, Ryota Watanabe, Masaaki Sadakiyo
  • 学会等名: 第二回東北大学研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-02-19
• [学会発表] Ruddlesden-Popper型層状酸化物のOH-伝導発現機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 笠井秀隆、加藤健一、高田昌樹、堀彰宏、北川進、田中宏志、有川英一、竹口達弥、尾澤伸樹、久保百司、貞清正彰、山内美穂
  • 学会等名: 平成26年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-03
• [学会発表] In Situ静電場解析による超イオン伝導体NaxCoO2の拡散トレース (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤健一、笠井秀隆、高田昌樹、堀彰宏、北川進、田中宏志、有川英一、竹口達弥、小林顕、尾澤伸樹、久保百司、貞清正彰、山内美穂
  • 学会等名: 平成26年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-03
• [学会発表] Synthesis of Hydroxide Ion-Conductive Metal-Organic Frameworks Based on Salt Inclution (2014)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Sadakiyo, Hidetaka Kasai, Kenichi Kato, Masaki Takata, Miho Yamauchi
  • 学会等名: Internation Union of Materials Research Societies-The IUMRS International Conference in Asia 2014 (IUMRS-ICA 2014)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2014-10-25
• [学会発表] Structural Basis for Emergence of Superionic Conductivity by an Ion Exchange (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Kato, Hidetaka Kasai, Akihiro Hori, Masaki Takata, Susumu Kitagawa, Hiroshi Tanaka, Akira kobayashi, Nobuki Ozawa, Momoji Kubo, Hidekazu Arikawa, Tatsuya Takeguchi, Masaaki Sadakiyo, Miho Yamauchi
  • 学会等名: 23rd Congress and General Asembly of the International Union of Crystallography (IUCr2014)
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2014-10-05 – 2014-10-12
• [学会発表] In situ Synchrotron Powder Diffraction for an Ionic Conductor Transition (2014)
  • 著者名/発表者名: Hidetaka Kasai, Kenichi Kato, Akihiro Hori, Masaki Takata, Susumu Kitagawa, Hiroshi Tanaka, Hidekazu Arikawa, Tatsuya Takeguchi, Masaaki Sadakiyo, Miho Yamauchi
  • 学会等名: 23rd Congress and General Asembly of the International Union of Crystallography (IUCr2014)
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2014-10-05 – 2014-10-12
• [学会発表] 金属ナノ粒子担持ZIF-8の作製と触媒特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 貞清 正彰、金野優、吉丸翔太郎、佐藤勝俊、永岡勝俊、笠井秀隆、加藤健一、山内美穂
  • 学会等名: 第8回分子科学討論会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2014-09-24
• [学会発表] 金属ナノ粒子担持ZIF-8の触媒特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 貞清 正彰、金野優、吉丸翔太郎、佐藤勝俊、永岡勝俊、笠井秀隆、加藤健一、山内美穂
  • 学会等名: 第64回錯体化学討論会
  • 発表場所: 中央大学
  • 年月日: 2014-09-19
• [学会発表] Design and Synthesis of Hydroxide Ion-Conductive Metal-Organic Frameworks (2014)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Sadakiyo, Hidetaka Kasai, Kenichi Kato, Masaki Takata, Miho Yamauchi
  • 学会等名: 41st International Conference on Coordination Chemistry (ICCC-41)
  • 発表場所: Suntec, Singapore
  • 年月日: 2014-07-23
• [学会発表] Materials Development toward Realization of Carbon-Neutral Energy Cycles (2014)
  • 著者名/発表者名: Miho Yamauchi, Minako Heima, Masaaki Sadakiyo, Takeshi Matsumoto
  • 学会等名: XXVI International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC2014)
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2014-07-13 – 2014-07-18
• [学会発表] Design and Synthesis of Hydroxide Ion-Conductive Metal-Organic Frameworks Based on Salt Inclusion Reaction (2014)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Sadakiyo, Hidetaka Kasai, Kenichi Kato, Masaki Takata, Miho Yamauchi
  • 学会等名: 1st International Symposium on Energy Challenges and Mechanics (ECS)
  • 発表場所: Aberdeen, Scotland, UK
  • 年月日: 2014-07-10
  • 招待講演