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2010 年度 実績報告書

配位高分子錯体においてゲスト分子集団が示す協同現象の解明と機能性材料への展開

研究課題

研究課題/領域番号 21350012
研究機関東洋大学

研究代表者

上田 貴洋  東洋大学, 理工学部, 教授 (70294155)

研究分担者 川路 均  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (10214644)
石丸 臣一  東京電機大学, 工学部, 教授 (10251034)
宮久保 圭祐  大阪大学, 総合学術博物館, 准教授 (70263340)
キーワード表面・界面物性 / 複合材料・物性 / 固体物性 / ナノ材料 / 吸着
研究概要

昨年度、大量合成したIRMOF-1を用い、ゲスト分子としてベンゼンおよびシクロヘキサンについて精密熱容量測定を行い、各ゲスト分子のIRMOF-1細孔内での相転移挙動を明らかにした。また、固体NMR測定(スピン-格子緩和時間)によって、IRMOF-1細孔中でのゲスト分子の動的挙動が明らかとなった。このように、ゲスト分子を吸蔵したIRMOF-1の微視的ならびに巨視的性質が明らかとなってきたことをうけ、両者の間の関係をより詳細に議論すべく、当初の研究計画にはなかった分子動力学(MD)計算を用いてゲスト分子の動的挙動と局所構造のより詳細な検証を行った。その結果、ゲスト分子として細孔内部に取り込まれたベンゼンは、室温付近で液体のように拡散運動を行うが、ある温度より低温ではIRMOF-1細孔内に局在化するという実験結果を再現することができ、ゲスト分子がIRMOF-1格子内で擬似液体として振舞うことが明らかとなった。
また、イオン伝導材料への展開を視野に入れ、IRMOF-1細孔内にLi^+イオンを導入する目的でLiCl、Li_2CO_3、LiNO_3の各アセトン溶液中にゲストフリーのIRMOF-1を浸漬したところ、LiClのみが細孔中に取り込まれたことが分かった。そこでペレット成形したLiCl導入IRMOF-1粉末の複素インピーダンス測定を行なった。その結果、ゲストフリーのIRMOF-1とは若干異なる挙動が観測されたが、装置の信頼できる測定限界を超えるインピーダンスを示しており、伝導率の見積りには至らなかった。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] ^2H NMR study of 2D melting and dynamic behaviour of CDCl_3 confined in ACF nanospace2010

    • 著者名/発表者名
      T.Ueda, H.Omichi, Y.Chen, H.Kobayashi, O.Kubota, K.Miyakubo, T.Eguchi
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Chem.Phys.

      巻: 12(32) ページ: 9222-9229

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-dimensional melting and phase change of binary mixtures of CCl_4 and CHCl_3 confined in ACF nanospace studied using solid-state ^1H NMR2010

    • 著者名/発表者名
      T.Ueda, H.Omichi, Y.Chen, H.Kobayashi, O.Kubota, K.Miyakubo, T.Eguchi
    • 雑誌名

      Bull.Chem.Soc.Jpn.

      巻: 83(11) ページ: 1323-1332

    • 査読あり
  • [学会発表] シクロヘキサンを吸蔵させたテレフタル酸亜鉛錯体における相転移機構の熱力学的研究2011

    • 著者名/発表者名
      平野大輝、川路均、上田貴洋
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学(神奈川)
    • 年月日
      2011-03-28
  • [学会発表] 分子動力学法による亜鉛配位高分子錯体に吸着されたベンゼン分子集団の相転移挙動とダイナミクスに関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      高倉康平、上田貴洋、宮久保圭祐、江口太郎、MARTIN, Bodo、COMBA, Peter
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] olid-state NMR study of Dynamic behavior for Guest molecules Confined in the Nanocavity of Metal-Organic Frameworks IR-MOF-12010

    • 著者名/発表者名
      T.Ueda, K.Kurokawa, Y.Kawamura, K.Miyakubo, T.Eguchi
    • 学会等名
      2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2010)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2010-12-18
  • [学会発表] Molecular dynamics simulations on the phase transitions and molecular motions of benzene molecules confined in IRMOF-12010

    • 著者名/発表者名
      K.TAKAKURA, T.UEDA, K.MIYAKUBO, T.EGU-CHI, B.MARTIN, P.COMBA
    • 学会等名
      2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2010)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2010-12-17
  • [学会発表] 一次元ナノチャンネルに吸着された水分子の水素結合ネットワークとプロトンダイナミクス2010

    • 著者名/発表者名
      上田貴洋、中西亨、小林広和、宮久保圭祐、石丸臣一、江口太郎
    • 学会等名
      第24回日本吸着学会研究発表会
    • 発表場所
      石巻修大学(北海道)
    • 年月日
      2010-11-05
  • [学会発表] テレフタル酸亜鉛錯体における相転移機構の熱力学的研究2010

    • 著者名/発表者名
      平野大輝、川路均、阿竹徹、上田貴洋
    • 学会等名
      第46回熱測定討論会
    • 発表場所
      三重大学(三重)
    • 年月日
      2010-09-27
  • [学会発表] Two-dimensional Melting of Binary Mixture of CCl_4 and CHCl_3 Confined in ACF Nanospace Studied by Solid-state ^1H NMR2010

    • 著者名/発表者名
      T.Ueda, H.Omichi, Y.Chen, H.Kobayashi, O.Kubota, K.Miyakubo, T.Eguchi
    • 学会等名
      Inter-national Conference on Nanoscopic colloid and surface science 2010 (NCSS2010)
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉)
    • 年月日
      2010-09-22
  • [学会発表] Molecular Dynamics simulations on the phase transitions and molecular motions of benzene molecules confined in IRMOF-12010

    • 著者名/発表者名
      K.Takakura, T.Ueda, K.Miyakubo, T.Eguchi, B.Martin, P.Comba
    • 学会等名
      International Confer-ence on Nanoscopic colloid and surface science 2010 (NCSS2010)
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉)
    • 年月日
      2010-09-22
  • [学会発表] 一次元ナノチャンネルに吸着された水分子の水素結合ネットワーク形成とプロトンダイナミクス2010

    • 著者名/発表者名
      上田貴洋、中西亨、小林広和、宮久保圭祐、石丸臣一、江口太郎
    • 学会等名
      第4回分子科学討論会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪)
    • 年月日
      2010-09-17
  • [学会発表] 分子動力学法による多孔性高分子亜鉛錯体に吸蔵されたベンゼンの動的挙動に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      高倉康平、上田貴洋、宮久保圭祐、江口太郎、M.Bodo、 C.Peter
    • 学会等名
      第4回分子科学討論会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪)
    • 年月日
      2010-09-17
  • [学会発表] Thermal Studies of Benzene-Absorbed Microporous Compound Zn_4O(OOCC_6H_4COO)_32010

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Kawaji, Akira Tajimi, Daiki Hirano, Tooru Atake
    • 学会等名
      4th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-4)
    • 発表場所
      メルパルク横浜(神奈川)
    • 年月日
      2010-06-22

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公開日: 2012-07-19  

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