2011 年度研究成果報告書

新規な原理に基づく多孔質単結晶「スポンジ結晶」の材料化学の創成

研究課題

研究課題/領域番号	22655070
研究種目	挑戦的萌芽研究
配分区分	補助金
研究分野	無機工業材料
研究機関	広島大学
研究代表者	犬丸啓広島大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80270891)
研究期間 (年度)	2010 – 2011
キーワード	結晶 / 多孔体 / 多孔質単結晶 / ゼオライト
研究概要	我々は、結晶の繰り返し構造には細孔が存在しない物質で単結晶に細孔が空いた多孔質単結晶を見出し「スポンジ結晶」と命名した。水に不溶のヘテロポリ酸塩(NH_4)_3PW_<12> O_<40>が代表的なスポンジ結晶であるが、本研究では、(NH_4)_4SiW_<12> O_<40>に注目した。この物質は水に可溶で、水溶液を蒸発乾固すると空隙率が高い多孔質結晶が析出する。^1H MAS NMRにより細孔内壁に露出しているNH_4+を定量的に区別できた。細孔内へのプロトン導入はNH_4^+のH^+による置換により可能である。結晶の繰り返し構造に細孔が組み込まれている典型的な多孔質単結晶であるゼオライトの化学に対比的なスポンジ結晶の化学が明らかとなった。