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2011 年度 実績報告書

異方性構造ユニットからの結晶性シリカー有機ハイブリッド多孔体の創製

研究課題

研究課題/領域番号 22750183
研究機関東京大学

研究代表者

下嶋 敦  東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (90424803)

キーワードシリカ / 構造単位 / 多孔体 / 無機有機ハイブリッド / ゼオライト
研究概要

平成23年度は、シロキサンユニットの連結方法について詳細な検討を行った。クロロベンジル基がビニレン基を介して二重四員環(D4R)恥構造のシロキサンユニットに結合した化合物を新たな構造単位として用い、フリーデルークラフツ反応によって高度に架橋することによって、高比表面積の有機シリカ系多孔体の構築に成功した。生成物のTEM像からは粒子全体にわたってミクロ孔が分布していることが示された。窒素吸着測定により、A1C13を触媒として得られた生成物は極めて高い比表面積(2500m2g-1)と大細孔容積(3.2cm3g-1)を有する多孔体であることが確認された。NLDFT法によって求めた細孔径分布からは1.4~1.7nm程度の比較的サイズの揃った細孔の存在のほかに、3~10nm程度のブロードな細孔の存在が示された。しかしながら、反応に伴ってSi-o-Si結合の開裂が起こることから、規則的な構造形成は困難であった。一方、H修飾型のD4Rユニット(H8si8012}を用い、各種ジオールとの脱水素反応によりSi-O-C結合を有する多孔体の合成についても検討した。キシリレンジオール、プロピレンジオール、ビフェニルジオールなど様々なジオールを用いることにより比表面積は150-400m2/gの多孔体を得た。これらの多孔体は、水中に浸漬することによって連結部のSi-O-C結合が加水分解され、ジオールの脱離を経て、シリカ多孔体を与えることがわかった。一般的なシリカゲルと比べてミクロ孔容積が大きく、また高い表面積を有することが確認された。無機-有機ハイブリッドの固相変換によるシリカ多孔体の新たな合成ルートを開拓した。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Porous Siloxane-Organic Hybrid with Ultrahigh Surface Area through Simultaneous Polymerization-Destruction of Functionalized Cubic Siloxane Cages2011

    • 著者名/発表者名
      Watcharop Chaikittisilp, Masaru Kubo, Takahiko Moteki, Ayae Sugawara-Narutaki, Atsushi Shimojima, Tatsuya Okubo
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc

      巻: 133巻 ページ: 13832-13835

    • DOI

      DOI:10.1021/ja2046556

    • 査読あり
  • [学会発表] カゴ型シロキサンのジオール架橋による多孔体の構築2012

    • 著者名/発表者名
      和田友布子,伊與木健太,久保優,大久保達也,下嶋敦
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2012年会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2012-03-20
  • [学会発表] フリーデル-クラフツ反応を利用した高表面積有機シリカの合成2011

    • 著者名/発表者名
      Watcharop Chaikittisilp,久保優,茂木堯彦,下嶋敦,鳴瀧彩絵,大久保達也
    • 学会等名
      第27回ゼオライト研究発表会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2011-12-02
  • [学会発表] ナノ構造単位の連結による有機シリカ多孔体の構築2011

    • 著者名/発表者名
      下嶋敦
    • 学会等名
      化学系学協会東北大会ナノマテリアルコロキウム
    • 発表場所
      東北大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-17
  • [学会発表] Covalent Linking of Siloxane Cages via Rigid Organic Groups : Toward Crystalline Hybrid Porous Materials2011

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Shimojima, Watcharop Chaikittisilp, Ayae Sugawara-Narutaki, Tatsuya Okubo
    • 学会等名
      European Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes (EUROMAT2011)
    • 発表場所
      Montpelier, France
    • 年月日
      2011-09-14

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公開日: 2013-06-26  

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