• 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

2015 年度 実施状況報告書

酸化還元活性な多孔性配位骨格における特異的ガス吸着と電子・磁気物性の制御

研究課題

研究課題/領域番号 26810029
研究機関東北大学

研究代表者

高坂 亘  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (70620201)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード配位高分子 / 多孔性金属錯体 / 吸着選択性 / 分子磁性体 / ルテニウム / 強磁性体 / 多孔性磁石 / 誘電応答
研究実績の概要

平成27年度は研究計画の残り半分に相当する“ガス雰囲気下における磁気物性の検討”のためまず,1)カンタムデザイン社製磁気特性測定装置(MPMS)で用いるプローブの設計・作製を行った.その上で,これまでの物質設計をさらに進め,2)より高い電子供与性を持つ[Ru2]ユニットからなるフェナジン一次元鎖を合成し,その物性について検討を行った.さらに,集積体の次元性を拡張し3)[Ru2]ユニットとTCNQからなる,ガス吸着能を示す二次元層状強磁性体を合成し,ガス吸着下における磁気物性についての検討を行った.以下2)の結果について詳述する.
2) 一次元鎖状錯体,[Ru2(2,4,5-Me3PhCO2)4(phenazine)]が,CO2とNOについてのみゲートオープン型吸着を示すことを見いだした.同構造のRh一次元鎖においてはCO2吸着のみが見られた.特に,NOは骨格と強く相互作用しており,吸着温度(121 K)においては高真空下においても取り込まれたNOの完全な脱着は起こらなかった.この状態のサンプルを昇温させていくと,NOの脱着よりも先にNOの[Ru2]ユニットへの配位が起こり,NO付加体,[Ru2(2,4,5-Me3PhCO2)4(NO)2](phenazine)への構造変化が見られた.以上の過程を分光・誘電・磁気測定によるその場観測を行い追跡した.特に磁気測定からは,吸着されたNOの大部分はNO同士でダイマーとなり,磁気シグナルに寄与しないものの,一部のNOとの間にはフレームワークと強い反強磁性的相互作用が働いていることが示唆された.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本課題の目的,” 多孔性配位骨格における特異的ガス吸着と電子・磁気物性の制御”を実現する上では,ガス吸着下における電子・磁気物性をモニターする手法の確立が不可欠である.ガス雰囲気下における電気物性測定については,前年度までに確立されており,ガス吸着による誘電率,交流電気伝導度の向上という現象も見いだされていた.一方,平成27年度は新たに,SQUIDによる,ガス雰囲気下における磁気測定系を立ち上げることが出来た.従って,吸着ガスと骨格の相互作用について,分光・構造・電気・磁気特性といった,多角的な観点から検討が行えるようになった.これは測定手法的な面における非常に大きな進展である.また,これまで一次元鎖状集積体を主な研究対象としてきたが,平成27年度は新たに二次元層状集積体も検討の対象とした.これは高次元性集積体の方が,興味深い磁気物性の発現を期待できるためである.その結果,従来見いだされてこなかった,二次元層状多孔性強磁性体を得ることに成功し,その磁気物性がガス吸着により大きく変化することが確認できている.研究目的の最後に掲げていた”吸着活性種を利用した反応場への利用”という観点からは研究の方向性が離れてきてしまっているものの,並行して掲げていた”吸着現象と同期した磁気・電気物性の発現”という観点からは重要な結果が得られており,最終年度へ向けての進展具合は概ね順調であると考えている.

今後の研究の推進方策

これまでの物質探索を経て,興味深い物性(磁気相転移・中性-イオン性転移・電荷秩序状態など)と多孔性(~ ガス吸蔵能)を併せ持つ化合物が見いだされるようになってきた.本年度は特に,これまでの年度において確立してきた,ガス雰囲気下での物性測定について進めていく.
成果が期待される対象が増えてきた反面,その増加に伴い,従来放射光を利用して進めていた,ガス雰囲気下での構造解析が後手に回る様になってきており,ビームタイムをより効果的に利用していく必要がある.そのため,研究室レベルで簡易的に,ガス雰囲気下でのX線回折測定のためのシステムを整備する予定である.

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Construction of an Artificial Ferrimagnetic Lattice by Li-Ion Insertion into a Neutral Donor/Acceptor Metal-Organic Framework2016

    • 著者名/発表者名
      Kouji Taniguchi, Keisuke Narushima, Julien Mahin, Wataru Kosaka, and Hitoshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 ページ: 5238-5242

    • DOI

      10.1002/anie.201601672

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Trans-heteroleptic carboxylate-bridged paddlewheel diruthenium(II, II) complexes with 2,6-bis(trifluoromethyl)benzoate ligands2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sekine, Wataru Kosaka, Hirohisa Kano, Changxiao Dou, Taiga Yokoyama, and Hitoshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 45 ページ: in press

    • DOI

      10.1039/C6DT00569A

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The effect of chlorine and fluorine substitutions on tuning the ionization potential of benzoate-bridged paddlewheel diruthenium(II, II) complexes2015

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kosaka, Masahisa Itoh, Hitoshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 44 ページ: 8156-8168

    • DOI

      10.1039/C5DT00505A

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Charge-disproportionate ordered state with δ = 0.75 in a chemically sensitive donor/acceptor Dδ+2A2δ- layered framework2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Fukunaga, Takafumi Yoshino, Hajime Sagayama, Jun-ichi Yamaura, Taka-hisa Arima, Wataru Kosaka, Hitoshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 ページ: 7795-7798

    • DOI

      10.1039/C5CC01633A

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electron-Transferred Donor/Acceptor Ferrimagnet with Tc = 91 K in a Layered Assembly of Paddlewheel [Ru2] Units and TCNQ2015

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kosaka, Hiroki Fukunaga, and Hitoshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 54 ページ: 10001-10006

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.5b01776

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Electric responses on gas adsorption processes in a porous paddlewheel-type ruthenium dimer chain compounds2015

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kosaka, Jun Zhang, Yoshihiro Sekine, Kouji Taniguchi, Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawai, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulation of NO Uptake in Flexible Paddlewheel-Type Ru Dimer Chains with Highly Electron-Donating Dopants2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Zhang, Wotaru Kosaka, Yoshihiro Sekine, Kouji Taniguchi, Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawai, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Dielectric responses on gate-opening adsorption behavior in paddlewheel-type Ru dimer chains2015

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kosaka, Jun Zhang, Yoshihiro Sekine, Kouji Taniguchi, Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      錯体化学会第65回討論会
    • 発表場所
      奈良女子大学
    • 年月日
      2015-09-21 – 2015-09-23
  • [学会発表] Tuning of the Gate Opening Pressure by Modulating Metal Ions in an Identical Paddlewheel-Type Dimetal Complex Chain2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Zhang, Wataru Kosaka, Yoshihiro Sekine, Koji Taniguchi, Hitoshi Miyasaka
    • 学会等名
      錯体化学会第65回討論会
    • 発表場所
      奈良女子大学
    • 年月日
      2015-09-21 – 2015-09-23
  • [学会発表] Gate-Opening Gas Adsorption and Host-Guest Interacting Gas Trapping Behavior of Porous Coordination Polymers under Applied AC Electric Fields Solid-State Metal-Complex Chemistry2015

    • 著者名/発表者名
      高坂亘,Jun Zhang,関根良博,谷口耕治,宮坂等
    • 学会等名
      第128回東北大学金属材料研究所所内講演会
    • 発表場所
      東北大学,片平キャンパス
    • 年月日
      2015-05-29 – 2015-05-29
  • [学会発表] Structure and Gas Adsorption Studies for Highly Electron-Donating Doped One Dimensional Paddlewheel-Type Ru Dimer Chains Solid-State Metal-Complex Chemistry2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Zhang,高坂亘,関根良博,谷口耕治,宮坂等
    • 学会等名
      第128回東北大学金属材料研究所所内講演会
    • 発表場所
      東北大学,片平キャンパス
    • 年月日
      2015-05-29 – 2015-05-29
  • [学会発表] Selective NO adsorption in the Electronically Activated Coordination Framework2015

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kosaka
    • 学会等名
      HeKKSaGOn University consortium 4th German-Japanese University Presidents' Conference
    • 発表場所
      Tohoku University
    • 年月日
      2015-04-16 – 2015-04-17
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] ナノ空間材料ハンドブック2016

    • 著者名/発表者名
      高坂亘,宮坂等
    • 総ページ数
      164-175
    • 出版者
      (株)エヌ・ティー・エス
  • [備考] Publication

    • URL

      http://www.miyasaka-lab.imr.tohoku.ac.jp/cn3/publication.html

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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