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2009 年度 実績報告書

配位高分子ナノ結晶の表面配位不飽和サイトを活用した界面イオン伝導の探索

研究課題

研究課題/領域番号 21550055
研究機関山形大学

研究代表者

栗原 正人  山形大学, 理学部, 准教授 (50292826)

キーワード配位高分子 / ナノ結晶 / 固体イオン伝導 / 配位空間 / プルシアンブルー / 表面修飾 / ゼータ電位 / 界面
研究概要

固体イオン伝導は、ゼオライトなどの結晶空孔、ナフィオンなどの高分子柔軟空間、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)などの格子欠陥を介した3つの伝導経路を中心に研究が展開されている。本研究では固体でありながらその大きな結晶表面を特徴とするナノ結晶に着目した。ナノ結晶が集合(圧着あるいは規則配列)した薄膜を固体材料として取り扱い、ナノ結晶間(界面)で構築される通路を目的イオンが次々と伝搬していく、新しいタイプのイオン伝導、"ナノ界面イオン伝導"の探索・構築をその主たる研究目的とした。連続した配位結合(金属イオンと配位子の多次元ネットワーク)で構成される配位高分子ナノ結晶、プルシアンブルー(PB)はシアノイオンと鉄イオンで構成され、10nm以下のナノ結晶であれば、結晶表面に露出した配位不飽和サイト(=内部の連続した配位結合が切断されているサイト)の数は、全体の15%以上に及ぶ。本研究では、PBの表面配位不飽和サイトに、対イオンとして任意の割合でH^+、NH_4^+、Na^+、K^+を導入することで、系統的な割合で伝導イオン(対イオン)を導入した表面修飾PBナノ結晶を作製した。また、その固体圧着膜のイオン伝導性を評価するための交流インピーダンス測定手法を確立した。固体圧着膜の表面に金ペーストで電極形成し、金線を介して交流インピーダンス測定することにより再現性の高いデータを得ることができた。イオン伝導性は固体圧着の際の圧力にも大きく依存することが分かった。イオン伝導性に与える温度・湿度依存性を系統的に調べるため、今後、その圧力依存性と最適なサンプル調製法を確立することが必要である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Dispersion Control of Surface-charged Prussian Blue Nanoparticles into Greener Solvents.2010

    • 著者名/発表者名
      M.Ishizaki, M.Abe, Y.Hoshi, M.Sakamoto, T.Kawamoto, H.Tanaka, M.Kurihara
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 39

      ページ: 138-139

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Yellow Core-Blue Shell Coordination Polymer Nanoparticles Using Active Surface Coordination Sites on a Prussian-blue Analog.2009

    • 著者名/発表者名
      M.Ishizaki, Y.Sajima, S.Tsuruta, A.Gotoh, M.Sakamoto, T.Kawamoto, H.Tanaka, M.Kurihara
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 38

      ページ: 1058-1059

    • 査読あり
  • [学会発表] 表面配位不飽和サイトを用いたブルシアンブルーシェル・Ni-PBAコアナノ微粒子の合成2009

    • 著者名/発表者名
      佐島由恵、石崎学、鶴田翔子、栗原正人、坂本政臣、川本徹、田中寿
    • 学会等名
      第59回錯体化学討論会
    • 発表場所
      長崎大学文教キャンパス
    • 年月日
      2009-09-26
  • [学会発表] 金属錯体を用いた機能性ナノ微粒子の環境低負荷型合成法の開発2009

    • 著者名/発表者名
      栗原正人
    • 学会等名
      平成21年度 化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      福島県郡山市日本大学工学部
    • 年月日
      2009-09-20
  • [学会発表] 環境低負荷プルシアンブルーナノ微粒子ブタノール分散液の調製2009

    • 著者名/発表者名
      石崎学、安部真貴子、粟原正人、坂本政臣、川本徹、田中寿
    • 学会等名
      ナノ学会第7回大会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス武田先端知ビル武田ホール
    • 年月日
      2009-05-10

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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