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2016 年度 実績報告書

分子構造デザインによる非シリカ系ハイブリッドメソ多孔体の精密合成技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26288110
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

木村 辰雄  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 無機機能材料研究部門, 研究グループ長 (20308191)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード多孔体 / メソポーラス / 無機固体化学 / ナノ機能材料
研究実績の概要

有機官能基の安定性等を正確に把握しなければ適切な触媒反応の選択並びに反応条件が設定できないため、芳香族化合物で架橋されたホスホン酸エステル或いはその部分的な酸処理物からの各種メソポーラスホスホン酸アルミニウム薄膜の規則性向上と詳細な耐熱性評価に必要な各種分析(データ収集)に注力した。その結果、アミノ基及びスルホン酸基を含むメソポーラスホスホン酸アルミニウム薄膜の合成に成功した。
種々の合成条件を検討した結果、ベンゼン架橋ではホスホン酸エステルの部分的な酸処理を必要としたが、アミノ基及びスルホン酸基を含む場合は、エステルから直接薄膜合成を行うことで、構造規則性のより高いメソポーラス薄膜を得ることができた。耐熱性(400℃)が高いベンゼン架橋を基本骨格として、焼成温度の影響を細かく調査することで、250℃より高温域ではアミノ基、400℃より高温域ではスルホン酸基が除去されることを確認した。即ち、有機官能基の耐熱性を考慮して適切な温度で焼成すれば、アニリン或いはベンゼンスルホン酸で架橋されたメソポーラスホスホン酸アルミニウム薄膜が得られることを明確化した。
以上の結果は、親水空間が誘起する特異な吸着機能や触媒機能の調査が可能なレベルに研究成果を高めることができたことを意味しており、用途開発に関する調査は継続していくが、メソポーラス薄膜合成並びに規則性向上については、概ね計画通りの研究成果が得られたものと判断している。
その他、アルミニウムとは反応性が異なる金属種(チタン、バナジウム等)でもメソポーラス金属ホスホン酸塩の薄膜合成を行った。より反応性が高いチタン系は非水系で合成する必要があったが、ベンゼン架橋のホスホン酸チタン或いはホスホン酸バナジウムの規則性メソポーラス薄膜を得ることにも成功しており、他の金属種への拡張性についても、一定の波及効果が見込める研究成果を創出することができた。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Water sorption property controlled by nanoscale pore connectivity of large-sized cage-type mesopores2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Kimura, Yusuke Yamauchi
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      巻: 16 ページ: 9307-9310

    • DOI

      10.1166/jnn.2016.12913

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Porous materials design based on framework shrinkage as the great potential to obtain unique and high-surface-area films2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Kimura
    • 学会等名
      The 2nd Japan-Taiwan Joint Workshop on Nanospace Materials
    • 発表場所
      茨城県, 物質・材料研究機構
    • 年月日
      2016-12-17 – 2016-12-18
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 平成28年度経済産業政策とファインセラミックス関連産業の今後について2016

    • 著者名/発表者名
      木村辰雄
    • 学会等名
      日本ゾルゲル学会第13回セミナー
    • 発表場所
      東京都, 産総研臨海センター
    • 年月日
      2016-06-06 – 2016-06-06
    • 招待講演
  • [産業財産権] 金属ホスホン酸塩のナノ構造体薄膜とナノ多孔体薄膜及びその製造方法2017

    • 発明者名
      木村辰雄
    • 権利者名
      木村辰雄
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-026140
    • 出願年月日
      2017-02-15

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公開日: 2018-12-17  

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