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2015 年度 実績報告書

配位高分子の細孔を用いた相転移の制御

研究課題

研究課題/領域番号 26600026
研究機関九州大学

研究代表者

山田 鉄兵  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10404071)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード配位高分子 / イオン伝導 / 相転移点制御
研究実績の概要

イオンが運動することにより電流が発生し、電池やキャパシタといった電気化学デバイスの構築に寄与する。しかしイオンはミクロには極めて強い電場を有するため、融点が高く、伝導しにくいといった特徴を有する。我々は配位高分子のマイクロ孔に種々のイオンを導入し、クーロン場を緩和することでイオンの凍結を抑制し、高い伝導度を示すことを目指した。本課題では、種々のイオンを細孔に導入することでイオンの凍結を押さえたナノ細孔液体の構築を目指した。
上記研究を推進する上で、我々は3つの課題に挑戦した。(1)イオン性ゲスト分子を導入可能な細孔を有する配位高分子の構築。(2)イオンの導入と相挙動の評価。(3)イオン導入に伴う細孔との相互作用の制御とイオン伝導性の評価の3つである。
(1)配位高分子としては、UiO-66、Labtbの2つの配位高分子に着目した。これらは安定性も高く、比較的大きな細孔径を有しているという特徴がある。我々は特にLabtbのキラリティを制御した細孔の構築に成功した。UiO-66に種々のイオンおよび水素結合性分子を導入したところ、融点の消失がみられ、高温相が低温まで安定化していることがわかった。またLabtbへのキラルイオン性液体の導入にも成功し、やはり融点の消失が観測された。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Proton-Conductive Metal-Organic Frameworks2016

    • 著者名/発表者名
      Teppei Yamada, Masaaki Sadakiyo, Akihito Shigematsu, Hiroshi Kitagawa
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 89 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1246/bcsj.20150308

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Significant Change in Selective Adsorption Behavior for Ethanol by Flexibility Control through the Type of Central Metals in a Metal-Organic Framework2016

    • 著者名/発表者名
      M. Sadakiyo, T. Yamada, K. Kato, M Takata, H. Kitagawa
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 7 ページ: 1349-1356

    • DOI

      10.1039/C5SC03325J

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Electropolymerized Crystalline Film Incorporating Axially-Bound Metalloporhycenes: Remarkable Reversibility, Reproducibility, and Coloration Efficiency of Ruthenium(II/III)-Based Electrochromism2015

    • 著者名/発表者名
      Abe, Masaaki; Futagawa, Hiroki; Ono, Toshikazu; Yamada, Teppei; Kimizuka, Nobuo; Hisaeda, Yoshio
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 54 ページ: 11061-11063

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.5b02129

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lithium Ion Diffusion in a Metal-Organic Framework Mediated by an Ionic Liquid2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Fujie, Ryuichi Ikeda, Kazuya Otsubo, Teppei Yamada, Hiroshi Kitagawa
    • 雑誌名

      Chem. Mater.

      巻: 27 ページ: 7355-7361

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.5b02986

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast and long-range triplet exciton diffusion in metal–organic frameworks for photon upconversion at ultralow excitation power2015

    • 著者名/発表者名
      Prasenjit Mahato, Angelo Monguzzi, Nobuhiro Yanai, Teppei Yamada, Nobuo Kimizuka
    • 雑誌名

      Nature Materials

      巻: 14 ページ: 924-930

    • DOI

      10.1038/nmat4366

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proton Conduction Study on Water Confined in Channel or Layer Networks of LaIIIMIII(ox)3∙10H2O (M = Cr, Co, Ru, La)2015

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Okawa, Masaaki Sadakiyo, Kazuya Otsubo, Ko Yoneda, Teppei Yamada, Masaaki Ohba, Hiroshi Kitagawa
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 54 ページ: 8529-8535

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.5b01176

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hybrid materials of Ni NP@MOF prepared by a simple synthetic method2015

    • 著者名/発表者名
      Megumi Mukoyoshi, Hirokazu Kobayashi, Kohei Kusada, Mikihiro Hayashi, Teppei Yamada, Mitsuhiko Maesato, Jared M. Taylor, Yoshiki Kubota, Kenichi Kato, Masaki Takata, Tomokazu Yamamoto, Syo Matsumura, Hiroshi Kitagawa
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 ページ: 12463-12466

    • DOI

      10.1039/C5CC04663G

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low temperature ionic conductor: ionic liquid incorporated within a metal–organic framework2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Fujie, Kazuya Otsubo, Ryuichi Ikeda, Teppei Yamad, Hiroshi Kitagawa
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 6 ページ: 4306-4310

    • DOI

      10.1039/C5SC01398D

    • 査読あり
  • [学会発表] Redox activity of a nanoporous metal-organic framework MIL-100 for cathode of lithium ion battery2015

    • 著者名/発表者名
      山田鉄兵
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii convention center
    • 年月日
      2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Creation of chiral ionic plastic crystals and its proton conductivity2015

    • 著者名/発表者名
      山田鉄兵
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center
    • 年月日
      2015-12-17
    • 国際学会
  • [学会発表] CONTROL OF IONIC MOTION IN ASYMMETRIC NANOSPACE2015

    • 著者名/発表者名
      山田鉄兵
    • 学会等名
      日中クラスター会議 10th CJSMCC
    • 発表場所
      福州
    • 年月日
      2015-10-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] キラリティを導入した イオン性柔粘性結晶化合物の マイクロ秒スケールでの運動と カタチに由来するイオン伝導性の制御2015

    • 著者名/発表者名
      山田鉄兵
    • 学会等名
      SP-8研究交流会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-09-13
    • 招待講演
  • [学会発表] Redox stability of MIL-100(Fe) toward cathode of lithium ion battery2015

    • 著者名/発表者名
      山田鉄兵
    • 学会等名
      12th International Conference on Materials Chemistry (MC12)
    • 発表場所
      ヨーク大学
    • 年月日
      2015-07-20 – 2015-07-21
    • 国際学会
  • [学会発表] キラルな空間とイオン伝導2015

    • 著者名/発表者名
      山田鉄兵
    • 学会等名
      第6回統合物質若手研究会
    • 発表場所
      別府ホテル清風
    • 年月日
      2015-07-03
    • 招待講演
  • [学会発表] Peculiar Ion Dynamics in a Confined Ionic Packings in a Plastic Crystal Phase2015

    • 著者名/発表者名
      山田鉄兵
    • 学会等名
      2015 International Conference on Nanospace Materials
    • 発表場所
      台湾大学
    • 年月日
      2015-06-23
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ion dynamics in chiral nanospace2015

    • 著者名/発表者名
      山田鉄兵
    • 学会等名
      Joint Inorganic Chemistry Symposium
    • 発表場所
      精華大学
    • 年月日
      2015-06-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ナノ細孔を利用したイオン伝導の制御と応用2015

    • 著者名/発表者名
      山田鉄兵
    • 学会等名
      日本膜学会 第37年会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-05-15
    • 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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