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2019 年度 実績報告書

金属酸化物ナノ反応場を用いたヘテロ金属ナノ材料の創製と触媒・高機能材料開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H03037
研究機関東京大学

研究代表者

鈴木 康介  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40595667)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード金属酸化物 / ポリオキソメタレート / 触媒 / 光触媒 / ナノ材料
研究実績の概要

本研究では、ナノ反応場を有する分子状金属酸化物への精密金属集積法を開発し、電子状態や反応活性点構造の設計よる高機能触媒材料、磁性材料、光学材料等の開発に向けた新たな材料設計技術を開拓することを目的としている。
本年度は、ナノ反応場を有する環状金属酸化物クラスターへの遷移金属イオンの位置選択的集積法を利用して、さらなる多核金属を導入することによりナノマンガン酸化物を設計した。有機溶媒中で、環状金属酸化物のテトラブチルアンモニウム塩とマンガンイオンを反応させることで、内径約1 nmの環状金属酸化物内にナノマンガン酸化物を合成することができた。生成物の構造決定は、単結晶X線構造解析や元素分析により行った。また、反応に用いるマンガン塩の種類や反応条件を変えることにより、金属核数や配列の異なる2種類のナノマンガン酸化物を作り分けることにも成功した。これらのナノマンガン酸化物は、酸素を酸化剤とした有機基質の酸化反応に活性を示した。
また、分子状金属酸化物の反応場を用いて貴金属多核構造の設計を行った。分子状金属酸化物と酢酸銀をアセトン中で反応させることにより、分子状金属酸化物の反応場に導入された銀2核構造が生成した。さらに、N,N-ジメチルホルムアミド中で、この銀2核構造と酢酸銀を反応させることにより、自己集合的手法により銀ナノクラスターを合成することに成功した。これらのナノクラスターは既存のナノ材料と比較して高い安定性を示すだけでなく、特異な電荷移動特性を示し、今後、触媒材料や機能性材料としての応用が期待される。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Controlled Assembly Synthesis of Atomically Precise Ultrastable Silver Nanoclusters with Polyoxometalates2019

    • 著者名/発表者名
      Yonesato Kentaro、Ito Hiroyasu、Itakura Hiroyuki、Yokogawa Daisuke、Kikuchi Takashi、Mizuno Noritaka、Yamaguchi Kazuya、Suzuki Kosuke
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 ページ: 19550~19554

    • DOI

      doi.org/10.1021/jacs.9b10569

  • [雑誌論文] Ring-Shaped Polyoxometalates Possessing Multiple 3d Metal Cation Sites: [{M2(OH2)2}2{M(OH2)2}4P8W48O176(OCH3)8]16? (M = Mn, Co, Ni, Cu, Zn)2019

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Shinichi、Yonesato Kentaro、Mizuno Noritaka、Yamaguchi Kazuya、Suzuki Kosuke
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 ページ: 7722~7729

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b00061

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分子状タングステン複合酸化物触媒の精密合成とその触媒機能2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木康介
    • 雑誌名

      ペトロテック

      巻: 42 ページ: 713&~717

  • [学会発表] 三欠損Keggin型ホスホモリブデートを用いたマンガン多核構造の合成2020

    • 著者名/発表者名
      神保篤弘, 李赤峰, 水野哲孝, 鈴木康介, 山口和也
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] リング状ポリオキソメタレートを用いたマンガンオキソクラスターの合成2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤快, 米里健太郎, 水野哲孝, 鈴木康介, 山口和也
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] リング状ポリオキソメタレートを用いた合金ナノクラスターの合成2020

    • 著者名/発表者名
      岡崎尚志, 米里健太郎, 水野哲孝, 鈴木康介, 山口和也
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] Assembly Synthesis of Silver Nanoclusters Using Polyoxometalates2020

    • 著者名/発表者名
      米里健太郎, 伊藤宏泰, 板倉弘幸, 横川大輔, 菊池貴, 水野哲孝, 鈴木康介, 山口和也
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] Polyoxometalate-Organic Architectures Self-Assembled by Lacunary Phosphomolybdates and Pyridyl Ligands2019

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Suzuki
    • 学会等名
      Frontiers in Metal Oxide Cluster Science VI (FMOCS VI)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 金属酸化物ナノクラスターの精密設計とその機能2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木康介
    • 学会等名
      令和元年度結晶学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子状タングステン複合金属酸化物の精密合成とその触媒機能2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木康介
    • 学会等名
      石油学会第68回研究発表会
    • 招待講演
  • [学会発表] Precise Synthesis and Photoredox Catalysis of Metal Oxide Nanoclusters2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木康介
    • 学会等名
      第2回ハイブリッド触媒 若手道場(国際)
    • 招待講演
  • [学会発表] 欠損型ポリオキソメタレートを用いた銀ナノクラスターの構造制御と電子状態解析2019

    • 著者名/発表者名
      米里健太郎, 伊藤宏泰, 板倉弘幸, 水野哲孝, 鈴木康介, 山口和也
    • 学会等名
      日本化学会秋季事業 第9回CSJ化学フェスタ2019
  • [学会発表] 欠損型ポリオキソメタレートを用いた銀ナノクラスターの合成と構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      米里健太郎, 伊藤宏泰, 板倉弘幸, 水野哲孝, 鈴木康介, 山口和也
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会

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公開日: 2021-01-27  

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