2021 年度研究成果報告書

Fine structure determination of nanoparticles embedded in surface mounted metal organic framework thin films

研究課題

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研究課題/領域番号	19K05509
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関	国際基督教大学
研究代表者	田旺帝国際基督教大学, 教養学部, 教授 (40344501)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード	多孔性配位高分子 / 配位制御多孔性配位高分子薄膜 / X線吸収微細構造 / 金属ナノ粒子 / 単結晶酸化物表面
研究成果の概要	本課題では、金属イオンと有機分子との配位結合により、高い構造規則性を有することで、分子吸着・分離、分子認識などを示す多孔性配位高分子（PCP/MOFs）をさらに高度化し、多様なナノスケールデバイスに結びつけるための基礎的知見を見出す研究を実施した。具体的には、粒径や成長方位が多様な粉末状PCP/MOFsの代わりに、1）特定の配向で成長方位が制御されたPCP/MOFs薄膜(SURMOFs)の合成と、２）その細孔内への金属ナノ粒子の固定化を行い、3）金属ナノ粒子の構造に関するダイレクトな化学的構造情報（配位数や結合距離、電子状態など）が系統的に得られるように低温偏光全反射蛍光XAFS法を確立した。
自由記述の分野	触媒表面化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究で得れた配向制御PCP/MOFs薄膜(SURMOFs)の合成やナノ粒子固定化に関する研究成果はPCP/MOFsのナノスケールデバイス化における基礎的知見として活かせる。また、サブナノ～ナノスケールの粒子に関する精密で、かつ系統的な構造情報（配位数、結合距離、電子状態など）はPCP/MOFsの高機能化に欠かせない設計指針に繋がる。このように本研究で得られた基礎的知見は、学術的な意義だけでなく、ナノスケールデバイスへの基礎的設計指針を与えることから大きな社会的意義をもつ。