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2021 年度 実績報告書

LC/MSによる合金クラスターの溶液中での動的挙動の解明とその物性への影響

研究課題

研究課題/領域番号 20K21178
研究機関東京理科大学

研究代表者

根岸 雄一  東京理科大学, 理学部第一部応用化学科, 教授 (20332182)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
キーワード金属クラスター / 配位子交換 / 新規化学組成 / 構造転移
研究実績の概要

これまでの研究より、配位子交換にてNCsの骨格構造に変形を誘起すると、前駆体とは異なるチオラート(SR)保護金ナノクラスター(Aun(SR)m NCs)をサイズ選択的に合成できることが明らかにされている。本研究では、[Au25(SC2H4Ph)18]-;(SC2H4Ph = 2-フェニルエタンチオラート)と4-tert-ブチルベンゼンチオール(tBuPhSH)の反応をモデル配位子交換反応として選択し、反応させるチオールの量、前駆体NCsの中心原子、もしくは反応時間を従来研究から変化させることで、新たな生成物を得ることに取り組んだ。その結果、以下の知見が得られた。(1)[tBuPhSH]/[SC2H4Ph] = ~100の比にてtBuPhSHを加え、40 ℃で2時間反応を進行させると、[Au23(SPhtBu)17]0が高い割合にて生成する。(2)[Au25(SC2H4Ph)18]-8211;の中心原子をパラジウム(Pd)に置換し([Au24Pd(SC2H4Ph)18]0)、[tBuPhSH]/[SC2H4Ph] = ~250 の比にてtBuPhSHを加え、室温にて8 時間反応を進行させると、[Au26Pd(SPhtBu)20]0が高い割合にて生成する。(3)[Au25(SC2H4Ph)18]-;の中心原子を白金(Pt)に置換し([Au24Pt(SC2H4Ph)18]0)、[tBuPhSH]/[SC2H4Ph] = ~250の比にてtBuPhSHを加え、室温にて2時間だけ反応を進行させると、[Au24Pt(SC2H4Ph)7(SPhtBu)11]0が高い割合にて生成する。これらの結果は、チオール量、中心原子、及び反応時間を制御すれば、配位子交換反応における反応経路と生成物の化学組成を変化させられることを示している。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Metal-nanocluster Science and Technology: My Personal History and Outlook2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Negishi
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys

      巻: 24 ページ: 7569-7594

    • DOI

      10.1039/D1CP05689A

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Selective Formation of [Au23(SPhtBu)17]0, [Au26Pd(SPhtBu)20]0 and [Au24Pt(SC2H4Ph)7(SPhtBu)11]0 by Controlling Ligand-exchange Reaction2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Negishi, H. Horihata, A. Ebina, S. Miyajima, M. Nakamoto, A. Ikeda, T. Kawawaki, S. Hossain
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 18 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1039/D2SC00423B

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Thiolate-Protected Metal Nanoclusters: Recent Development in Synthesis, Understanding of Reaction, and Application in Energy and Environmental Field2021

    • 著者名/発表者名
      T. Kawawaki, A. Ebina, Y. Hosokawa, S. Ozaki, D. Suzuki, S. Hossain, Y. Negishi
    • 雑誌名

      Small

      巻: 17 ページ: 2005328

    • DOI

      10.1002/smll.202005328

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 極微細なPtナノクラスター助触媒担持による窒化炭素光触媒の水素生成能の高活性化2022

    • 著者名/発表者名
      平山大祐 川地正将 矢崎大地 川脇徳久 加藤康作 山方啓 吉川聡一 山添誠司 根岸雄一
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
  • [学会発表] 原子精度でサイズ制御したニッケル多核錯体の酸素生成触媒能の評価2022

    • 著者名/発表者名
      岡田知篤 岩松侑輝 船木壮太 川脇徳久 吉川聡一 山添誠司 根岸雄一
    • 学会等名
      第26回光触媒シンポジウム
  • [学会発表] Ni多核錯体の原子精度での選択的合成と酸素生成反応触媒活性2021

    • 著者名/発表者名
      船木壮太 岩松侑輝 川脇徳久 根岸雄一
    • 学会等名
      ナノ学会第19回大会
  • [学会発表] 高活性な金クラスター担持触媒の創製に向けた配位子脱離過程の追2021

    • 著者名/発表者名
      秋永有輝 平田桃子 川脇徳久 高畑遼 片岡実織 吉川聡一 寺西利治 山添誠司 根岸雄一
    • 学会等名
      第12回 触媒科学研究発表会
  • [学会発表] Application of Atomically Precise Metal Clusters in Energy and Environmental Field2021

    • 著者名/発表者名
      根岸雄一
    • 学会等名
      Indo-Japan virtual workshop on "Cluster science by interdisciplinary approach: Emerging materials and phenomena"
    • 国際学会
  • [学会発表] 新規Au/Ptチオラート配位高分子の創製2021

    • 著者名/発表者名
      関根大修 鈴木太陽 Aude Demessence 鶴岡孝章 川脇徳久 根岸雄一
    • 学会等名
      錯体化学会第71回討論会
  • [学会発表] サイズ制御された白金クラスターの簡便な合成とORR触媒活性の評価2021

    • 著者名/発表者名
      三富優介 川脇徳久 吉川聡一 山添誠司 根岸雄一
    • 学会等名
      第15回分子科学討論会
  • [学会発表] 金属ナノクラスター助触媒担持による高活性な水分解光触媒の創製2021

    • 著者名/発表者名
      矢崎大地 川地正将 平山大祐 川脇徳久 加藤康作 山方啓 吉川聡一 山添誠司 根岸雄一
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ
  • [学会発表] Ultrafine Rhodium-Chromium Oxide Cocatalysts for Highly Active Water-Splitting Photocatalysts2021

    • 著者名/発表者名
      T.Kawawaki M.Kawachi D.Yazaki S.Yamazoe A.Kudo Y.Negishi
    • 学会等名
      Materials Research Meeting 2021
  • [学会発表] 配位子脱離過程の解明による金クラスター担持光触媒の高活性化2021

    • 著者名/発表者名
      平田桃子 秋永有輝 川脇徳久 高畑遼 片岡実織 吉川聡一 寺西利治 山添誠司 根岸雄一
    • 学会等名
      第31回 日本MRS年次大会

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公開日: 2022-12-28  

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