• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

配位高分子を用いたイオン交換材料の創成

公募研究

研究領域配位プログラミング ― 分子超構造体の科学と化学素子の創製
研究課題/領域番号 24108718
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関九州大学

研究代表者

山田 鉄兵  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10404071)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2013年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2012年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード配位高分子 / プロトン伝導 / イオン伝導 / イオン交換 / イオン吸着
研究概要

(1)新規固体酸配位高分子の合成 我々は配位高分子の空孔に酸性基を導入する新手法である“保護-脱保護法”を提案した。この手法は、導入したい官能基を有機反応により保護し、錯形成を行った後に脱保護を行うというもので、酸点が金属と反応する機会が無い点や、脱保護により細孔を広げることができる点など様々なメリットがある。我々は2,5-ジヒドロキシテレフタル酸の水酸基をアセチル基で保護し、配位高分子を形成した後に脱保護するという簡便な手法により、配位高分子にフェノール性水酸基を導入することに成功した。また脱保護反応により開口径の大きな細孔を有する配位高分子を構築できることを見出し、保護基の立体障害を利用した細孔径の制御という、新しい細孔サイズの制御のコンセプトも示した。さらに最近ではホスホ基1などの官能基の導入に成功している。
(2)固体酸配位高分子を用いたプロトン伝導性材料の構築と機能評価 低次元に配列した配位高分子やグラフェンのプロトン伝導性についても報告した。7,8テトラキスカルボキシフェニルポルフィリンと銅からなる二次元配位高分子を水熱合成により作成し、得られた直径約100 nm、厚さ10数nmのディスクを基板上に並べてイオン伝導性の評価を行ったところ、加湿下で3.9 × 10–3 S cm–1という高いプロトン伝導性を示すことがわかった。薄膜化することで高いイオン伝導性が発現する可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Coordination Lamellar Nanofiber Consisting of N-(2-Hydroxy-n-dodecyl)-L-alanine and Divalent Copper2014

    • 著者名/発表者名
      S. Sen, T. Yamada, H. Kitagawa,P. K. Bharadwaj
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: accepted

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, Water Adsorption and Proton Conductivity of Solid-Solution Type Metal–Organic Frameworks Al(OH)(bdc–OH)x(bdc–NH2)1–x2014

    • 著者名/発表者名
      Teppei Yamada, Yuki Shirai, Hiroshi Kitagawa
    • 雑誌名

      Chemistry - An Asian Jornal

      巻: accepted

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Designer coordination polymers: dimensional crossover architectures and proton conduction2013

    • 著者名/発表者名
      Yamada Teppei; Otsubo Kazuya; Makiura Rie; Kitagawa Hiroshi
    • 雑誌名

      Chemical Society Reviews

      巻: 42 号: 16 ページ: 6655-6669

    • DOI

      10.1039/c3cs60028a

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] プロトン伝導性配位高分子の創成2013

    • 著者名/発表者名
      Yamada Teppei
    • 雑誌名

      Bulletin of Japan Society of Coordination Chemistry

      巻: 61 号: 0 ページ: 46-54

    • DOI

      10.4019/bjscc.61.46

    • NAID

      130004543355

    • ISSN
      1882-6954, 1883-1737
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superprotonic Conductivity in a Highly Oriented Crystalline Metal-Organic Framework Nanofilm2013

    • 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

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Key Mechanism of Ethanol Electrooxidation Reaction in a Noble-Metal-Free Metal-Organic Framework2013

    • 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

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 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 Conduction2013

    • 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

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Sub-10 nm AgI Nanoparticles and a Study on their Phase Transition Temperature2013

    • 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

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 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 Channels2012

    • 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

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facile Modular Assembly for Fast Construction of Highly Oriented Crystalline MOF Nanofilm2012

    • 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

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 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 Ligand2012

    • 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

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [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(2013)
    • 発表場所
      立命館大学 びわこ・くさつキャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 第1回東北大学「卓越大学院」研究会2013

    • 著者名/発表者名
      山田 鉄兵
    • 学会等名
      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)
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [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
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 配位高分子を用いた プロトン伝導体の創成2012

    • 著者名/発表者名
      山田 鉄兵
    • 学会等名
      錯体化学会第62回討論会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 配位高分子 [Cu(mtpm)]X2 の 電気化学特性とイオン取り込み挙動2012

    • 著者名/発表者名
      山田 鉄兵
    • 学会等名
      第6回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 山田 鉄兵のページ

    • URL

      https://sites.google.com/site/teppeiyamada0901/home

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi