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2021 年度 実績報告書

Isoreticular合成による金属ホスホネートMOFの細孔デザイン

研究課題

研究課題/領域番号 19K05645
研究機関東京農工大学

研究代表者

前田 和之  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60343159)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードMOF / 金属ホスホネート / 粉末X線結晶構造解析 / 多孔性材料
研究実績の概要

テルフェニル骨格を母体とするテトラホスホン酸とアルミニウムから得られているミクロ多孔性AlTPTMPは合成の再現性が低く、フッ化物イオンの添加で同様の結晶相が得られるものの生成物の熱安定性が著しく低下するため、ガス吸着等の評価が困難という問題があった。原料ホスホン酸のエチルエステルを部分的に残して合成に用いることにより、再現性良く安定性の高い結晶性試料を得ることができ、再現性の悪さは原料エステルの加水分解状態の違いを反映した可能性が示唆された。
ピレン骨格を母体とするテトラホスホン酸配位子を用いて昨年度結晶構造解析に成功したアルミニウムMOF Al-Py-DMF及び亜鉛MOF Zn-Py-DMFについて、安定性、ガス吸着特性、蛍光特性を評価した。Zn-Py-DMFの結晶構造の決定には至らなかったが、Al-Py-DMFと関連した構造を有するミクロ多孔体であると考えられる。いずれのMOFも多くの芳香族分子に対して消光挙動を示した。
また、isoreticularな骨格とは言えないものの、アダマンタンにビフェニレン基を介してホスホン酸基が4つ結合したリンカー分子を用いたMOF合成を検討した。この分子は溶解度が低すぎるため結晶性のMOFを得ることはできなかったものの、NMPと共に結晶化させることでHOF(Hydrogen-bonded Organic Framework)の合成に成功した。真空加熱によるNMPの除去後も概ね結晶構造を保持しており、窒素吸着によるミクロ多孔性、及び固体酸触媒活性が確認された。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] 上海科学技術大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      上海科学技術大学
  • [雑誌論文] Interlayer Modification of a Layered Silicate RUB-18 with 4-Phosphonophenylsilane and Its Surface Acidic Functions2022

    • 著者名/発表者名
      Nomi Masafumi、Morita Masashi、Kondo Atsushi、Maeda Kazuyuki
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 61 ページ: 5255~5261

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.1c03795

    • 査読あり
  • [学会発表] Elucidation of Nitrogen Adsorption Behaviour of AlMepO-alpha by In-situ Powder X-ray Diffraction Study2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Maeda, Hiroaki Minta, Atsushi Kondo, Shogo Kawaguchi
    • 学会等名
      FEZA2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Topotactic Pillaring of Layered Metal Phosphonates and Phosphates to Zeolitic Frameworks2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Maeda
    • 学会等名
      International Conference on Materials Science and Engineering 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ピレン骨格を有する多孔性金属ホスホネートMOFの構造と性質2021

    • 著者名/発表者名
      鳥居真那、佐藤岳、Junyan Li、森田将司、近藤篤、Jihong Yu、寺崎治、前田和之
    • 学会等名
      日本ゼオライト学会ゼオライト研究発表会
  • [学会発表] アダマンタン骨格を有するテトラホスホン酸を用いた新規HOFの合成と特性2021

    • 著者名/発表者名
      淵田克由、森田将司、前田和之
    • 学会等名
      日本ゼオライト学会ゼオライト研究発表会

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公開日: 2022-12-28  

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