| 研究課題/領域番号 |
19K05510
|
|---|
| 研究機関 | 日本大学 |
|---|
研究代表者 |
尾関 智二 日本大学, 文理学部, 教授 (60214136)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| キーワード | ポリオキソメタレート / 安定性 |
|---|
| 研究実績の概要 |
直径約3nmの大きさをもち、フラーレン同様のIh対称性を示す球状132核ポリモリブデン酸イオン[Mo132O372(CH3COO)30(H2O)72]42-は、触媒への応用や、複合酸化物の出発原料として注目されている。しかし、溶液中での存在状態や安定性が不明であることが、この系の理解を妨げてきた。本研究では、様々な割合でMoとWを混合して合成した132核ポリ酸イオンの溶存状態を明らかにし、安定性の評価と分解生成物の構造決定を目指す。
2019年度は[Mo132O372(CH3COO)30(H2O)72]42-中に含まれる132個のモリブデン原子の一部をタングステン原子に置換した化合物を合成し、紫外可視吸収スペクトルおよび赤外吸収スペクトル測定により、化合物の同定・安定性評価を行った。合成条件を最適化することにより、132個のモリブデン原子のうち、最大72個までを連続的にタングステン原子で置換できることが明らかになった。得られた化合物は、紫外可視吸収・赤外吸収いずれのスペクトルにおいても、連続的な変化を示した。赤外吸収スペクトルは変化量がわずかであるため定量的な議論は不可能であった。一方、紫外可視吸収スペクトルにおいては、タングステン置換量が少ない範囲では変化がわずかであるが、タングステン置換量が10%あたりから、変化量が大きくなる傾向がみられた。これは、初期段階ではタングステン原子が132核ポリモリブデン酸イオン中のモリブデン五角形ユニットの中心を占めることと関連付けて説明できることを見出した。
また、タングステン置換132核ポリモリブデン酸水溶液は、長時間加熱することにより132核ポリモリブデン酸（無置換体）と同様、溶液の色が赤茶色から青色に変化することが見いだされた。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
一連のモリブデン／タングステン比を持つタングステン置換132核ポリモリブデン酸の合成に成功し、その紫外可視吸収スペクトルをタングステン置換一の構造と関連付けて解釈できたことは、非常に重要な知見であると考えている。また、その分解過程についても初期的知見が得られたことは非常に有意義であった。
|
| 今後の研究の推進方策 |
合成に成功したタングステン置換132核ポリモリブデン酸の結晶構造を決定するとともに、その分解過程について紫外可視吸収スペクトルの連続測定を用いて追跡する。新型コロナウイルス感染症流行の影響を受け、利用予定の高エネルギー加速器研究機構放射光科学研究施設が2020年度５～６月期の運転を停止し、単結晶X線回折およびX線小角散乱の実験が影響を受けたが、実験室系の装置の活用により影響を最小限にとどめる予定である。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
高エネルギー加速器研究機構放射光科学研究施設におけるX線小角散乱実験のビームタイムが割り当てられなかったため、専用試料セルの作成に取り掛かることが出来なかった。2020年度も新型コロナウイルス感染症流行の影響を受け、放射光施設における実験の実施は不透明であるが、ビームライン担当者と連絡を取り、試料セルの作成に取り掛かる予定である。
|
