分子集合体を利用した無機有機メソ構造材料及びメソポーラス材料のケミカルデザイン

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11450253
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 黒田 一幸 早稲田大学, 理工学部, 教授 (90130872)
• 研究分担者: 菅原 義之 早稲田大学, 理工学部, 教授 (50196698)
• キーワード: Mesoporous / Mesostructure / Layered compounds / Silicates / Kanemite / Chlorophyll / film / Photochemical

研究概要

単一層状ケイ酸塩であるカネマイト(NaHSi_2O_5・3H_2O)とヘキサデシルトリメチルアンモニウム(C_<16>TMA)との反応による層間化合物を酸処理することにより、格子状の一次元チャネルを有する新規メソ構造体が生成し、焼成により有機種を除去することで新規メソ多孔体KSW-2が生成することを明らかにした。酸処理に伴うメソ構造体中の有機量変化およびケイ酸種の環境変化を検討した結果、新規メソ構造体は、カネマイトの同一シリケートシート内でのケイ酸種の縮合、有機種の脱離、隣接シリケートシート間での縮合を経て生成すると考えられた。
メソポーラス材料の応用展開として、メソポーラスシリカFSMへのクロロフィルの吸着を試みた。FSMにクロロフィルを直接吸着させるとクロロフィルが変性することから、クロロフィルを変性させずに細孔中に導入する方法を検討したところ、FSM表面をジオールで修飾した場合に変性が抑制されることを見いだした。
上記に加え、有機ゲスト種に対するメソポーラスシリカの固定化媒体としての性質を、FSMに吸着させたルテニウムトリスビピリジン錯体を発光プローブとして調査した。またアルミニウム含有メソポーラスシリカ薄膜へのアゾベンゼン誘導体の吸着も行った。光照射によりアゾベンゼン誘導体の異性化が確認され、アルミニウム含有メソポーラスシリカ薄膜がフォトクロミック分子の固定化媒体として有用であることが分かった。

研究成果

• [文献書誌] T.Kimura,T.Kamata,M.Fuziwara,Y.Takano,M.Kaneda,Y.Sakamoto,O.Terasaki,Y.Sugahara,K.Kuroda: "Formation of Novel Ordered Mesoporous Silicas with Square Channels and Their Direct Observation by Transmission Electron Microscopy"ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION. 39(21). 3855-3859 (2000)
• [文献書誌] T.Kimura,D.Itoh,N.Okazaki,M.Kaneda,Y.Sakamoto,O.Terasaki,Y.Sugahara,K.Kuroda: "Lamellar hexadecyltrimethylammonium silicates derived from kanemite"LANGMUIR. 16(20). 7624-7628 (2000)
• [文献書誌] S.Murata,H.Hata,T.Kimura,Y.Sugahara,K.Kuroda: "Effective adsorption of chlorophyll a by FSM-type mesoporous silica modified with 1,4-butanediol"LANGMUIR. 16(18). 7106-7108 (2000)
• [文献書誌] M.Ogawa,T.Nakamura,J.Mori,K.Kuroda: "Luminescence of tris (2,2'-bipyridine) ruthenium (II) cations ([Ru(bpy)_3]^<2+>) adsorbed in mesoporous silica"JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B. 104(35). 8554-8556 (2000)
• [文献書誌] M.Ogawa,K.Kuroda,J.Mori: "Aluminium-containing mesoporous silica films as nano-vessels for organic photochemical reactions"CHEMICAL COMMUNICATIONS. 24. 2241-2242 (2000)
• [文献書誌] H.Furukawa,K.Kuroda,T.Watanabe: "Adsorption of zinc-metallated chlorophyllous pigments on FSM-type mesoporous silica"CHEMISTRY LETTERS. 11. 1456-1457 (2000)