• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2012 年度 実績報告書

配位高分子の規則性一次元空間を利用するイオン輸送機能の創成

研究課題

研究課題/領域番号 23750155
研究機関京都大学

研究代表者

堀毛 悟史  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70552652)

キーワード配位高分子 / イオン伝導体
研究概要

金属イオンと配位子からなる配位高分子を用いて様々なプロトン伝導体を合成した。特に1nmを切る一次元細孔を持つ配位高分子の内部空間にイミダゾールなどのプロトンキャリアを充填することで無加湿プロトン伝導挙動を見出した。
水熱合成や固相合成を駆使することで特にZn2+イオンを用いた多彩なプロトン伝導性配位高分子の合成に成功し、100~200度の範囲で10(-3) S/cm以上の無加湿プロトン伝導を示す化合物を作ることに成功した。いずれも一次元チャネルを用いてプロトンキャリア分子を高密度に充填しつつ、それぞれの分子運動の抑制を抑えたことによって得られた結果である。伝導のメカニズムは固体NMR(特に重水素核)の観測から定量的に議論することができ、その結果、結晶構造内部の一部のプロトンキャリアが高速で回転運動をすることによってプロトン伝導が引き起こされていることが分かった。この挙動は柔粘性結晶として見られるものであるが、これまで柔粘性結晶の分野で今回のようなポリマー構造は存在していない。本成果によって結晶性のポリマー構造でありながら、柔粘性結晶挙動を示す新たな物質群を提示することができた。これらは多量に粉末合成が可能であり、化学的安定性や熱的安定性に優れている。このような特性をより高めることによって、今後のイオニクスデバイスである燃料電池やガスセンサー、水蒸気電解などへの応用の基幹材料となりうることが期待される。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] Post-synthesis modification of a porous coordination polymer by LiCl to enhance H+ transport2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Horike
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 135 ページ: 4612-4615

    • DOI

      10.1021/ja3122872

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pore design of two-dimensional coordination polymers toward selective adsorption2013

    • 著者名/発表者名
      Yuh Hijikata
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 52 ページ: 3634-3642

    • DOI

      10.1021/ic302006x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Soft 2-D layer porous coordination polymers with 1,2-di(4-pyridyl)ethane2013

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Kishida
    • 雑誌名

      Aust. J. Chem.

      巻: 66 ページ: 464-469

    • DOI

      10.1071/CH12467

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fe2+ Layered Porous Coordination Polymers and Soft Encapsulation of Guest via Redox Activity2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Horike
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. A

      巻: 1 ページ: 3675-3679

    • DOI

      10.1039/C3TA01414B

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Selective CO2 Adsorption Accompanied with Low-Energy Regeneration in a Two-Dimensional Cu(II) Porous Coordination Polymer with Inorganic Fluorinated PF6- Anions2012

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Noro
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 52 ページ: 280-285

    • DOI

      10.1021/ic301823j

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of post-grafted groups of a porous coordination polymer and its proton conduction behavior2012

    • 著者名/発表者名
      Munehiro Inukai
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 41 ページ: 13261-13263

    • DOI

      10.1039/C2DT31836A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modular Design of Domain Assembly in Porous Coordination Polymer Crystals via Reactivity-Directed Crystallization Process2012

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Fukushima
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 134 ページ: 13341-13347

    • DOI

      10.1021/ja303588m

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inherent Proton Conduction in 2-D Coordination Framework2012

    • 著者名/発表者名
      Daiki Umeyama
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 134 ページ: 12780-12785

    • DOI

      10.1021/ja304693r

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Soft Copper(II) Porous Coordination Polymer with Unprecedented Aqua Bridge and Selective Adsorption Properties2012

    • 著者名/発表者名
      Elsa Quartapelle Procopio
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 18 ページ: 13117-13125

    • DOI

      10.1002/chem.201201820

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ligand-based Solid Solution Approach to Stabilisation of Sulphonic Acid Groups in Porous Coordination Polymer Zr6O4(OH)4(BDC)6 (UiO-66)2012

    • 著者名/発表者名
      Maw Lin Foo
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 41 ページ: 13791-13794

    • DOI

      10.1039/C2DT31195J

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dense Coordination Network Capable of Selective CO2 Capture from C1 and C2 Hydrocarbons2012

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Horike
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 134 ページ: 9852-9855

    • DOI

      10.1021/ja302043u

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of Flexible Lewis Acidic Sites in Porous Coordination Polymers by using the Viologen Moiety2012

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Higuchi
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 51 ページ: 8369-8372

    • DOI

      10.1002/anie.201203834

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coordination-Network-Based Ionic Plastic Crystal for Anhydrous Proton Conductivity2012

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Horike
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 134 ページ: 7612-7615

    • DOI

      10.1021/ja301875x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Alkaline Earth I3O0 Porous Coordination Polymer: [Ba2TMA(NO3)(DMF)] (H3TMA = trimesic acid)2012

    • 著者名/発表者名
      Maw Lin Foo
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 51 ページ: 6107-6111

    • DOI

      10.1002/anie.201202285

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Adsorption Properties of Azulene-Containing Porous Interdigitated Framework2012

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Kishida
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 41 ページ: 425-426

    • DOI

      10.1246/cl.2012.425

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Solid Solution Approach to 2D Coordination Polymers for CH4/CO2 and CH4/C2H6 Gas Separation: Equilibrium and Kinetic Studies2012

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Horike
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 3 ページ: 116-120

    • DOI

      10.1039/C1SC00591J

    • 査読あり
  • [学会発表] 配位高分子構造のダイナミックスが誘起するイオン伝導機能2013

    • 著者名/発表者名
      堀毛悟史
    • 学会等名
      分子研研究会
    • 発表場所
      分子科学研究所
    • 年月日
      20130313-20130313
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic coordination framework materials for new energy resources2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Horike
    • 学会等名
      Nanomaterial Futures
    • 発表場所
      University of Bristol
    • 年月日
      20130219-20130219
    • 招待講演
  • [学会発表] Ion transfer in the restricted channels of coordination polymer2013

    • 学会等名
      iCeMS Trilateral Australia-USA-Japan Symposium on Porous Materials
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2013-03-08
  • [図書] 多孔性配位高分子(PCP)/金属有機構造体(MOF)の基礎2012

    • 著者名/発表者名
      堀毛悟史
    • 総ページ数
      16
    • 出版者
      シグマ-アルドリッチ
  • [図書] 配位高分子を用いたリチウム二次電池 -無機・有機に続く第三の材料となるか-2012

    • 著者名/発表者名
      堀毛悟史
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      化学同人
  • [図書] イオン伝導性配位高分子(飛翔する若手研究者)2012

    • 著者名/発表者名
      堀毛悟史
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      日本化学会
  • [図書] 空間の「柔らかさ」を利用したCO2分離2012

    • 著者名/発表者名
      堀毛悟史
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      東京化学同人

URL: 

公開日: 2014-07-24  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi