2018 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of new two-dimensional materials composed with boron
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16H03823
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
近藤 剛弘 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (70373305)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ナノマテリアル / 2次元シート / 硼素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2硼化マグネシウム（MgB2）からMg2+をキレート錯体として取り除くと，化学的に活性な硼素の2次元シートが形成することがこれまでの研究でわかってきていました（特願2015-067282）．本研究ではこのような2硼化金属から形成する化学的に活性な硼素の2次元シートに着目しました．本研究の第1の目的は硼素シートの化学反応性の起源と反応メカニズムを解析し明らかにすることです．第2の目的は，この高い化学反応性を緻密に制御し，硼素を基盤とした様々な新規の2次元化合物材料の創成することです．
昨年度までの検討によりスルホ基を有するイオン交換樹脂を用いてアセトニトリル中でイオン交換をすることでMgB2のマグネシウム正イオンとプロトンのイオン交換が起こることが明らかとなりました。様々な精密解析により、得られた物質がこれまでに報告の無い新しい二次元物質であることがわかり、水素と硼素が１：１の割合で構成され、硼素が負に帯電していることから硼化水素シートと名付け報告ました（J. Am. Chem. Soc. 139 (2017) 13761-13769）．今年度はホウ化水素シートが約450 Kから水素を放出することに着目し、加熱に伴うホウ化水素の特性変化を調べました。この結果、473 Kの加熱を行い約2at%の水素を放出させるだけで二酸化炭素の吸着特性が現れることがわかりました。吸着した二酸化炭素は323 Kの加熱で分子状で放出し、繰り返し放出と吸着を実現できることもわかりました。クラウジウ―スクラペイロンの式を用いた解析により吸着エネルギーが約28 kJ/molであり二酸化炭素が弱い化学吸着状態で吸着することもわかりました。このように水素含有量の制御で分子の吸着特性や触媒特性の制御が可能となる可能性が新たに見いだされました。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Hydrogen boride and boron monosulfide2019
Author(s)
Takahiro Kondo
Organizer
First annual symposium of Tokyo Tech- UCL- McGill core-to-core collaboration, Defect Functionalized Sustainable Energy Materials: From Design to Devices Application
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Semi-metallicity of free-standing hydrogenated monolayer boron from MgB22019
Author(s)
I. Tateishi, N. T. Cuong, C.A.S. Moura, M. Cameau, R. Ishibiki, A.Fujino, S. Okada, A. Yamamoto, M. Araki, S. Ito, S. Yamamoto, M. Niibe, T. Tokushima, D.E. Weibel, T. Kondo, M. Ogata and I. Matsuda
Organizer
第13回 日本ホウ素ホウ化物研究会
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