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2013 Fiscal Year Annual Research Report

遷移金属酸化物の低温還元反応 - 酸化物配位化学の構築へ向けて -

Research Project

Project/Area Number 25248016
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

陰山 洋  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40302640)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤田 晃司  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50314240)
金 廷恩  公益財団法人高輝度光科学研究センター, その他部局等, 研究員 (50426524)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords低温還元反応 / 混合アニオン / ペロブスカイト酸化物 / 磁性
Research Abstract

本研究は、代表者が構想する「酸化物配位化学」へと将来発展させるための基盤を構築することを目指し、低温トポケミカル還元反応や高圧合成法を用いて超還元型酸化物や混合アニオン化合物の合成を試み、またその特異な配位構造に由来する磁性・光物性などを開拓するものである。初年度であるH25年度には、以下の四つの成果が得られた。(1)ペロブスカイト(R1-xSrx)CoO3(R= 希土類金属)を還元すると(R1-xSrx)CoO2が得られることが分かった. この物質は珍しい一価のコバルトを含んでおり,一価と二価で配位構造に選択性があることが分かっており、アニオン配位に関する知見が得られると期待している。またランダムな酸素欠損があるにも関わらず比較的高い磁気転移温度を持っていることも興味深い.現在論文準備中である。(2)特異な平面四配位鉄を持つ酸化物Srn+1FenO2n+1のn=1に相当するSr2FeO3の合成に成功し、その構造、磁性の次元性を系統的に明らかにした(Inorg. Chem. 2013年に出版)。(3)特異な超還元型酸化物や混合アニオン化合物を生み出す金属水素化物反応における反応メカニズムを明らかにした(J. Solid State Chem. 2013年に出版)。(4)は酸素イオン伝導体として知られるBi4V2O11がを還元し酸素欠損を導入していくとBi4V2O10.6以下ではBiも一緒に欠損しBi3.6V2O10まで還元されることが分かっていた。このBi3.6V2O10は3価、4価、5価の三つのバナジウムが混在した珍しい系であることが分かってきた。これは八面体、ピラミッド、四面体などが混在することによって配位構造がそれぞれの価数を選択的に安定化しているからだと考えられる。現在論文準備中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

(理由)研究実績の概要に記載したように、(1)ペロブスカイトコバルト酸化物の還元により新しい超還元型酸化物の合成に成功した、(2)特異な平面四配位鉄を有する新規層状ペロブスカイトSr2FeO3の合成に成功した、(3)超還元型酸化物や混合アニオン物質の合成に重要な役割を示している金属水素化物還元反応のメカニズムを明らかにした(4)超還元型V酸化物の系において、配位環境の制御によって特異な混合価数が安定化できることを明らかにした、である。このように新規物質の合成だけでなく、合成のメカニズムの解明や、配位構造の有用性など、多角的な観点から研究を進められており、代表者が構想する「酸化物配位化学」の構築に向けて順調に研究が進展している。

Strategy for Future Research Activity

研究計画において混合アニオン化合物の合成について挙げているが、現在高圧反応を用いることによって直接合成によって混合アニオン化合物が合成可能であることが分かってきており、混合アニオン化合物の合成を精力的に行う。

  • Research Products

    (27 results)

All 2013 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (23 results) (of which Invited: 15 results)

  • [Journal Article] Hydride Reductions of Transition Metal Oxides2013

    • Author(s)
      Takafumi Yamamoto and Hiroshi Kageyama
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 42 Pages: 946-953

    • DOI

      10.1246/cl.130581

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Field-induced Ferromagnetism of Fe4+-Perovskite System, Sr1-xBaxFeO3 (0 ≤ x ≤ 1)2013

    • Author(s)
      Naoaki Hayashi, Takafumi Yamamoto, Atsushi Kitada, Akira Matsuo, Koichi Kindo, James Hester, Hiroshi Kageyama, and Mikio Takano
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 82 Pages: 113702/1-4

    • DOI

      10.7566/JPSJ.82.113702

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sr2FeO3 with Stacked Infinite Chains of FeO4 Square Planes2013

    • Author(s)
      Cedric Tassel, Liis Seinberg, Naoaki Hayashi, Subodh Ganesanpotti, Yoshitami Ajiro, Yoji Kobayashi, and Hiroshi Kageyama
    • Journal Title

      Inorg. Chem.

      Volume: 52 Pages: 6906-6912

    • DOI

      10.1021/ic400444u

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gas Phase Contributions to Topochemical Hydride Reduction Reactions)2013

    • Author(s)
      Yoji Kobayashi, Zhaofei Li, Kei Hirai, Cedric Tassel, François Loyer, Noriya Ichikawa, Naoyuki Abe, Takafumi Yamamoto, Yuichi Shimakawa, Kazuyoshi Yoshimura, Mikio Takano, Olivier Herenandez, and Hiroshi Kageyama
    • Journal Title

      J. Solid State Chem.

      Volume: 207 Pages: 190-193

    • DOI

      10.1016/j.jssc.2013.09.006

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ナノシート酸化物の直接合成と機能開拓

    • Author(s)
      陰山 洋
    • Organizer
      第94回日本化学会春季年会, 特別企画 “ナノシートの多彩な化学:合成、機能化、デバイス化”
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Invited
  • [Presentation] 配位化学に基づく新物質開発

    • Author(s)
      陰山 洋
    • Organizer
      第94回日本化学会春季年会, 中長期企画 “元素戦略:物質開発に基づく材料科学のジャンプアップ”
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Invited
  • [Presentation] 平面四配位鉄酸化物における圧力誘起電荷移動転移

    • Author(s)
      山本 隆文, 川上 隆輝, 水牧 仁一朗, 吉井 龍太, 岡田 卓, 八木 健彦, 小林 洋治, 高野 幹夫, 陰山 洋
    • Organizer
      第52回セラミックス協会基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋
  • [Presentation] 欠損型チタン系ペロブスカイト酸化物のヒドリド還元

    • Author(s)
      會津 康平, 矢島 健, 増田 直也, 小林 洋治, 陰山 洋
    • Organizer
      第52回セラミックス協会基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋
  • [Presentation] Topochemical Reactions of Perovskite Oxides toward Functional Properties

    • Author(s)
      Hiroshi Kageyama
    • Organizer
      Seminar hosted by Dr. S. M. Yusuf
    • Place of Presentation
      Bhabha Atomic Research Centre (BARC), India
    • Invited
  • [Presentation] Perovskite Oxyhydrides and Anion Manipulation Based on Hydride Chemistry

    • Author(s)
      Yoji Kobayashi and Hiroshi Kageyama
    • Organizer
      International Workship on Novel Superconductors and Super Materials 2013 by FIRST Program
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
  • [Presentation] Chemical and Strain Dependence of the Electrical Properties in A(Ba,Sr,Ca)TiO3-xHx Epitaxial Thin Film

    • Author(s)
      Guillaume Bouilly, Takeshi Yajima, Takahito Terashima, and Hiroshi Kageyama
    • Organizer
      International Workship on Novel Superconductors and Super Materials 2013 by FIRST Program
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
  • [Presentation] Unusual Coordination Chemistry in Iron Oxides

    • Author(s)
      Hiroshi Kageyama
    • Organizer
      The 2013 Energy Materials Nanotechnology (EMN) Open Access Week
    • Place of Presentation
      Chengdu, China
    • Invited
  • [Presentation] Topochemical Reactions in Condensed Phases toward Functional Properties

    • Author(s)
      Hiroshi Kageyama
    • Organizer
      UK-Japan Workshop on Organic-Inorganic Framework
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Invited
  • [Presentation] Epitaxial Thin Films of Titanium Oxyhydrides

    • Author(s)
      Takeshi Yajima, Atsushi Kitada, Yoji Kobayashi, Tatsunori Sakaguchi, Guillaume Bouilly, Shigeru Kasahara, Takahito Terashima, Mikio Takano, and Hiroshi Kageyama
    • Organizer
      International Symposium on the Ultra-functionalities of Oxide Heterostructures and Nanocomposites
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Invited
  • [Presentation] Titanium Compounds with Mixed Anion Coordination

    • Author(s)
      Hiroshi Kageyama
    • Organizer
      246th ACS National Meeting, “Synthesis of Solid State Materials: Beyond “Heat-and-Beat”
    • Place of Presentation
      Indianapolis, USA
    • Invited
  • [Presentation] Perovskite Oxyhydrides and Anion Manipulation based on Hydride Chemistry

    • Author(s)
      Yoji Kobayashi
    • Organizer
      246th ACS National Meeting, “ExxonMobil Solid State Chemistry Faculty Fellow Award Symposium”
    • Place of Presentation
      Indianapolis, USA
    • Invited
  • [Presentation] Titanium Oxyhydride Perovskite

    • Author(s)
      Hiroshi Kageyama
    • Organizer
      The 19th International Conference on Solid State Ionics
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Invited
  • [Presentation] 酸化物化学への挑戦

    • Author(s)
      陰山 洋
    • Organizer
      界面ナノ科学研究会
    • Place of Presentation
      新世代研究所, 東京
    • Invited
  • [Presentation] ペロブスカイト酸化物中のヒドリド科学

    • Author(s)
      陰山 洋
    • Organizer
      エネルギーと新材料の物性・物質科学
    • Place of Presentation
      東京大学物性研究所
    • Invited
  • [Presentation] ヒドリド化学を基軸とした新しい混合アニオン化合物

    • Author(s)
      増田 直也, Oliver Hernandez, 山本 隆文, 小林 洋治, 陰山 洋
    • Organizer
      第3回CSJ化学フェスタ2013
    • Place of Presentation
      船堀
  • [Presentation] 新物質開発の魅力

    • Author(s)
      陰山 洋
    • Organizer
      大阪桐蔭中学校
    • Place of Presentation
      大阪
    • Invited
  • [Presentation] 新物質開発の魅力

    • Author(s)
      陰山 洋
    • Organizer
      出雲高等学校一年生
    • Place of Presentation
      京都
    • Invited
  • [Presentation] 平面四配位構造をとる Sr0.7Eu0.3FeO2 の圧力誘起のサイト間電荷移動

    • Author(s)
      山口 淳太, 川上 隆輝, 山本 隆文, 小林 洋治, 陰山 洋
    • Organizer
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学
  • [Presentation] ペロブスカイト酸化物におけるヒドリド化学

    • Author(s)
      陰山 洋
    • Organizer
      第73回応用物理学会秋季学術講演会, シンポジウム「次世代エネルギーデバイスを担う機能性酸化物」
    • Place of Presentation
      同志社大学
    • Invited
  • [Presentation] ダブルペロブスカイト型 BaYMn2O5+δ (0 ≤ δ ≤ 1) の低酸素分圧下における高温結晶構造

    • Author(s)
      高橋 平, 本橋 輝樹, 鱒渕 友治, 吉川 信一, 久保田 佳基, 小林 洋治, 陰山 洋, 高田 昌樹, 北川 進, 松田 亮太郎
    • Organizer
      日本セラミックス協会 第26回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      信州大学
  • [Presentation] 酸水素化物と混合アニオン材料の化学

    • Author(s)
      小林 洋治
    • Organizer
      ワークショップ「固体材料合成および評価技術の新展開」
    • Place of Presentation
      二本松市
    • Invited
  • [Presentation] ヒドリド化学を基軸とした無機化合物のアニオン化学

    • Author(s)
      小林 洋治
    • Organizer
      セラミックス協会関西支部学術講演会
    • Place of Presentation
      龍谷大学

URL: 

Published: 2015-05-28  

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