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2014 年度 実績報告書

一方向にのみイオン伝導を示す超異方的錯体フレームワークの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25620043
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)

研究分担者 FOO MawLin  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20646765)
犬飼 宗弘  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 講師 (60537124)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード配位高分子 / イオン伝導 / イオン液体
研究実績の概要

初年度の成果を踏まえ、一方向のみへのイオン伝導・輸送を実現する結晶構造の探索を行った。その中であらたにZn2+イオン、SO4(2-)イオン、およびエチルメチルイミダゾリウムカチオン(EMIm+イオン)からなる配位高分子を得た。この化合物はZn2+イオンとSO4(2-)イオンが連結されることにより一次元鎖状構造を形成し、その鎖間にEMIm+イオンが密に集積されている。この結晶についてイオン伝導評価を行ったところ、240℃において10(-4) S/cm以上の高い伝導度を有することがわかった。各種分光学の評価により、このイオン伝導はEMIm+イオンに由来することが明らかとなった。このような大きなサイズを有する有機カチオンが結晶中で高速に輸送される現象は新しく、結晶内部のダイナミクスとイオン伝導サイトの欠陥の両方が有効に働いているためと考えられる。この合成知見を生かし、配位高分子骨格あるいは輸送される有機カチオンにキラリティを導入することによって一方向のみへのイオン輸送特性を検討し、いくつか目的に合致する化合物を得ている。また一方向イオン伝導特性の評価は装置改良とともに進め、特に単結晶を用いることにより、定量的にイオン輸送特性を観察できるシステムを立ち上げた。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Reversible solid-to-liquid phase transition of coordination polymer crystals2015

    • 著者名/発表者名
      Daiki Umeyama, Satoshi Horike, Munehiro Inukai, Tomoya Itakura, Susumu Kitagawa
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 137 ページ: 864-870

    • DOI

      10.1021/ja511019u

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Template-Directed Proton Conduction Pathways in a Coordination Framework2014

    • 著者名/発表者名
      Munehiro Inukai, Satoshi Horike, Wenqian Chen, Daiki Umeyama, Tomoya Itakura, Susumu Kitagawa
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. A

      巻: 2 ページ: 10404-10409

    • DOI

      10.1039/C4TA01261E

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure-induced Amorphization of a Dense Coordination Polymer and its Impact on Proton Conductivity2014

    • 著者名/発表者名
      Daiki Umeyama, Satoshi Horike, Cedric Tassel, Hiroshi Kageyama, Yuji Higo, Keisuke Hagi, Naoki Ogiwara, Susumu Kitagawa
    • 雑誌名

      APL Mater.

      巻: 2 ページ: 1244011-1244016

    • DOI

      10.1063/1.4898806

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Order-To-Disorder Structural Transformation of A Coordination Polymer and Its Influence On Proton Conduction2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Horike, Wenqian Chen, Tomoya Itakura, Munehiro Inukai, Hiroyuki Asakura, Susumu Kitagawa
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 50 ページ: 10241-10243

    • DOI

      10.1039/C4CC04370G

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Porous Properties of Chromium Azolate Porous Coordination Polymers2014

    • 著者名/発表者名
      Kanokwan Kongpatpanich, Satoshi Horike, Masayuki Sugimoto, Tomohiro Fukushima, Daiki Umeyama, Yosuke Tsutsumi, Susumu Kitagawa
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 53 ページ: 9870-9875

    • DOI

      10.1021/ic501459m

    • 査読あり
  • [学会発表] Ion Conductive Coordination Frameworks: Their Ion Transport Mechanism and Application2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Horike
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-27
    • 招待講演
  • [学会発表] Gas Separation and Ion Transport of Porous Coordination Polymers2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Horike
    • 学会等名
      249th ACS National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      アメリカ、デンバー
    • 年月日
      2015-03-22 – 2015-03-22
    • 招待講演
  • [学会発表] Melting MOFs: Their Dynamics and Ionic Transport2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Horike
    • 学会等名
      4th International Conference on Metal-Organic Frameworks and Open Framework Compounds
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2014-09-30 – 2014-09-30
    • 招待講演
  • [学会発表] Movable Ions in Coordination Frameworks - Crystal and Amorphous Views2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Horike
    • 学会等名
      錯体化学会第64回討論会
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-18
    • 招待講演
  • [学会発表] Protonic Molecular Motions in Coordination Frameworks2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Horike
    • 学会等名
      Solid State Protonic Conductors - 17
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Design of Soft Coordination Frameworks for Ion Conducting Material2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Horike
    • 学会等名
      16.International Union of Materials Research Societies- The IUMRS International Conference in Asia 2014
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2014-08-27 – 2014-08-27
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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