2018 Fiscal Year Annual Research Report
Uptake of cations with high selectivity and capacity from aqueous solutions by redox-active ionic crystals
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16K05742
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
内田 さやか 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (10361510)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | イオン結晶 / 複合材料・物性 / 酸化還元 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノサイズの無機金属酸化物クラスターであるポリ酸は、可逆的な多電子酸化還元特性を有することから、機能性材料の構成ブロックとして用いられている。昨年度以前、ケギン型ポリ酸を構成ブロックとする多孔性イオン結晶が、ポリ酸の還元に伴い水中から結晶内へと高選択的にセシウムイオンを吸着すること（還元的導入）を報告した。さらに、ケギン型よりも立体的に嵩高い骨格と優れた還元特性を有するドーソン型ポリ酸を用いると、セシウムの吸着速度と吸着量が大きく向上した。今年度(2018年度)は、既報の、構成元素であるモリブデンと鉄の酸化数はそれぞれ+3、+6と最高酸化数をとる全体として中性でカプセル状のポリ酸（Ｉ）に注目した。高酸化状態であるⅠを水中でアスコルビン酸により還元することにより（Ⅰ-red）1から3価の様々な金属イオンの還元的導入を検討した。その結果、比較的水和イオン半径が小さいカリウムイオンとセシウムイオンは、還元的導入後の結晶状態が良好であり、単結晶Ｘ線構造解析を行った。赤外吸収スペクトルにより、還元的イオン導入前後で分子構造の変化がないこと、原子吸光分析により、Ⅰ-redは組成式あたり金属イオンが約10個入っていることが確認された。水和イオン半径が小さい、すなわち、イオン半径が大きく、価数の小さいイオンが吸着されやすい傾向にあるため、環境や人体に有害な鉛やタリウムなども視野に入れ、重金属イオンの吸着材としての可能性も検討している。
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