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2015 年度 実績報告書

新しい炭素および有機金属フレームワーク材料に関するDFT計算

研究課題

研究課題/領域番号 25390144
研究機関東北大学

研究代表者

Zhanpeisov N.U.  東北大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (10326275)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードIRMOF structure / two-layer ONIOM / MP2/6-31G* / Cluster calculations
研究実績の概要

First, we have performed systematic high-level DFT cluster calculations mimicking modified IRMOF materials at the B3LYP/6-31G* level. The resulting structures are obtained by replacement of beryllium-based metal-oxide connector parts with more complex magnesium-titanium oxide parts leading to an increased unit-cell volume size as well as the basicity of oxide centres of whole structures that makes one effectively tune active sites for hydrogen activation and storage. The overall cluster thus obtained has the C160H96Mg4O96Ti12 stoichiometry. Using a part of this extended cluster model of C48H32MgO28Ti3 and two-layer ONIOM(MP2/6-31G*:HF/3-21G) approach, we have estimated the binding energy of molecular hydrogen to be 1.29 kcal/mol which is twice as large as the value for similar non-modified beryllium-based precursor one. Both the increased unit-cell size and more basic oxide sites of thus modified IRMOF structure makes it as efficient and potential material for hydrogen storage and related other applications.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件)

  • [学会発表] Theoretical Insights into the Structure and Chemical Activity of Complex Modified Catalysts2016

    • 著者名/発表者名
      N.U. Zhanpeisov
    • 学会等名
      The 7th Asia-Pacific Conference on Theoretical and Computational Chemistry (7th APCTCC)
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      2016-01-25 – 2016-01-28
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structure and Chemical Activity of Complex Modified Catalysts2015

    • 著者名/発表者名
      N.U. Zhanpeisov
    • 学会等名
      The 10th International Conference of Asian-Consortium on Computational Materials Science (10th ACCMS-VO)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2015-11-01 – 2015-11-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structure and Chemical Activity of Complex Modified Catalysts. A Theoretical DFT Study2015

    • 著者名/発表者名
      N.U. Zhanpeisov
    • 学会等名
      The 6th Japan-Chech-Slovak International Symposium on Theoretical Chemistry (6th JCS)
    • 発表場所
      Smolenice, Slovakia
    • 年月日
      2015-10-11 – 2015-10-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theoretical DFT Study on Structure and Chemical Activity of Complex Modified Catalysts2015

    • 著者名/発表者名
      N.U. Zhanpeisov
    • 学会等名
      International Conference on Functional Materials for Frontier Energy Issues (ICFMFEI 2015)
    • 発表場所
      Novosibirsk, Russia
    • 年月日
      2015-10-01 – 2015-10-05
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cluster Approach to New Materials Design2015

    • 著者名/発表者名
      N.U. Zhanpeisov
    • 学会等名
      International Catalysis Symposium at Osaka Prefecture University
    • 発表場所
      Sakai, Osaka,Japan
    • 年月日
      2015-06-27 – 2015-06-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Modified Metal-Organic Framework and Metallic Carbon K4 Structures: A Theoretical DFT Study2015

    • 著者名/発表者名
      N.U. Zhanpeisov
    • 学会等名
      The 15th International Congress of Quantum Chemistry (15th ICQC)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2015-06-08 – 2015-06-14
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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