2020 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis of functional metal clusters using redox-active ionic crystals
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20H02750
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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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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野田 泰斗 京都大学, 理学研究科, 助教 (00631384)
立川 貴士 神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 准教授 (20432437)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | イオン結晶 / 複合材料・物性 / 金属クラスター / ポリオキソメタレート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ごくわずか（数個から十数個程度）の金属原子が集合してできる小核金属クラスターは、原子1個のサイズ増大で触媒活性・選択性が大きく変化するなど、バルクの金属では見られない特異な性質を示すことから広く研究されている。しかし、小核金属クラスターは露出した金属原子の表面割合（比表面積）が大きいため、一般に凝集・成長が起こりやすい不安定な状態にあり、その合成・安定化は依然大きな課題となっている。本研究課題では、レドックス活性なポリオキソメタレートを構成アニオンにもつ多孔性イオン結晶の内部空間を利用した小核銀クラスターの新規合成方法を行っている。具体的には、サイズや価数などを制御した精密な小核金属クラスター合成法の開発に向け、当研究室の先行研究とは異なる構成イオン、細孔構造をもつ多孔性イオン結晶を用いて、小核銀クラスターの合成とその特性評価を行った。その結果、多孔性イオン結晶の細孔内部に主に4核の銀クラスター[Ag4]2+を合成することに成功した。また、各種測定（Ｘ線光電子分光、Ｘ線微細構造など）の結果から、細孔内部で[Ag4]2+は結晶を構成するアニオンであるポリオキソメタレートの負電荷を帯びた酸素原子に配位していることが示唆された。このようなレドックス活性な多孔性イオン結晶を用いた小核銀クラスター合成法は、今後、触媒をはじめとする工業的な用途への応用に十分なサイズ選択性と収量を確保できる新たな小核金属クラスター合成法としての発展が期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新規な鋳型（レドックス型イオン結晶）を用いた金属クラスター合成に成功し、その結果を学術論文として発表できたので。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は電荷と核数が制御された金属クラスターができるだけ均質に合成できる方法をみつける、クラスターの幾何構造を明らかにする、クラスターの機能開発（触媒など）を行う。
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