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2015 年度 実績報告書

外場に応答してイオン伝導能をON-OFFする配位高分子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 14J02981
研究機関京都大学

研究代表者

CHEN WENQIAN  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
キーワード配位高分子 / プロトン伝導 / ガラス / 相転移
研究実績の概要

前年度で得られたプロトン伝導性配位高分子[Cd(1,2,4-triazole)2(H2PO4)2]を用い、結晶状態とガラス状態におけるプロトン伝導特性の制御について検討した。結晶相とガラス相のプロトン伝導度が2桁異なることを利用し、機械的処理(ミリング)、温度、圧力を用いて可逆的に変えうるかを繰り返し実験行った所、安定に結晶―ガラス相転移を示し、それに伴うプロトン伝導の変化を観察できた。またCd2+イオンの代わりにCo2+、Fe2+、Mn2+イオンを用いた時にも同形の結晶構造を有するプロトン伝導体の合成に成功した。特にFe2+イオンにおいては1,2,4-トリアゾールとリン酸アニオンからなる塩を合成し、その後嫌気下でFeCl2と合成することによって得られることが分かった。この中でMn2+イオンからなる化合物はCd2+イオン化合物と同様にボールミル処理によってガラス化することが分かった。一方、Co2+、Fe2+イオン化合物は熱的安定性が低くガラスにはならず、ガラス―結晶相転移の制御において金属イオンの種類が大きな役割を果たしていることを確認した。Mn2+イオン化合物はZn2+、Cd2+と異なりスピンを有するため、結晶およびガラス状態における磁気特性について測定を行った。その結果結晶では10K以下において強磁性的相互作用を示すのに対し、ガラス相ではそのような相互作用を示さず、構造がミクロスケールでランダムになっていることが確認された。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Glass Formation of a Coordination Polymer Crystal for Enhanced Proton Conductivity and Material Flexibility2016

    • 著者名/発表者名
      Chen, W.; Horike, S.; Umeyama, D.; Ogiwara, N.; Itakura, T.; Tassel, C.; Goto, Y.; Kageyama, H.; Kitagawa, S.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 ページ: 5195-5200

    • DOI

      10.1002/anie.201600123

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Glass formation of metal organic framework and enhanced proton conductivity2015

    • 著者名/発表者名
      Wenqian Chen
    • 学会等名
      Workshop of Flexibility and Disorder in Metal-Organic Frameworks
    • 発表場所
      フランス、パリ
    • 年月日
      2015-06-03 – 2015-06-03
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2016-12-27  

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