| 研究課題/領域番号 |
19K05510
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
尾関 智二 日本大学, 文理学部, 教授 (60214136)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | ポリオキソメタレート / 安定性 |
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| 研究実績の概要 |
Keplerate型の名称で知られる混合原子価球状132核ポリモリブデン酸イオン[Mo132O372(CH3COO)30(H2O)72]42-は、直径約3nmでフラーレン同様の二十面体対称性を示すという興味深い構造をもつ。この化合物は触媒への応用や、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、出発原料のモリブデン化合物の一部を様々な比率でタングステン化合物に置き換えて合成した、タングステン部分置換132核ポリモリブデン酸イオン[Mo132-xWxO372(CH3COO)30(H2O)72]42-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。
2020年度は、2019年度に合成および紫外可視および赤外吸収スペクトルによる特徴づけを行った部分置換132核ポリ酸イオンの水溶液について、紫外可視吸収スペクトルの経時変化を測定することにより、化合物の安定性評価を行った。なお、測定にはタングステン置換率の異なる３種の試料を用いた。また、132核ポリオキソメタレートは５価のモリブデン原子を持ち、空気酸化により分解されやすいことが知られているため、その影響を避けるために測定は窒素雰囲気下で行った。
その結果、132核ポリオキソメタレートイオンは、タングステン置換率が高くなるにつれて安定性が低下し、分解速度が速くなることが明らかになった。また、タングステンを含まないMo132においては見られていた中間体に由来する吸収が、タングステン置換率が高くなるにつれて見られなくなることが見いだされた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
コロナウィルス感染症拡大防止のため、入構制限・遠隔授業実施に伴う授業負担の激増があり、研究の実施に支障があったが、年度後半から国内出張が許可され、放射光実験を再開できたため、遅れを取り戻しつつある。一方、タングステン部分置換132核ポリモリブデン酸の安定性評価については、当初の想定以上の知見が得られた。それらを総合的に勘案すると、研究はおおむねに進展していると評価できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
タングステン部分置換132核ポリモリブデン酸イオン[Mo132-xWxO372(CH3COO)30(H2O)72]42-について、タングステン置換率が高いものの結晶については構造が未決定であるため、その良質な単結晶を作成し、構造を精密に決定する。また、これまでに２種見出されている[Mo132O372(CH3COO)30(H2O)72]42-の分解生成物について、最終段階の青色化合物は結晶化に成功しているが、途中段階の橙色化合物については結晶化に至っていないため、その結晶化を進め、構造を明らかにする。さらに、タングステン部分置換132核ポリモリブデン酸イオン[Mo132-xWxO372(CH3COO)30(H2O)72]42-についても、分解生成物の結晶化および構造解析を進める。こららの結果を総合的に解釈することにより、分解反応に関する知見を深める予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナウィルス感染症拡大防止のため、入構制限・遠隔授業実施に伴う授業負担の激増があり、研究の実施に支障があったことと、学会のオンライン実施に伴い出張旅費が減少したため、次年度使用額が生じた。翌年度はこの遅れを取り戻すべく、研究を加速させるため、試薬等の消耗品や元素分析料などで繰越額と翌年度分との合算額が必要となる。
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