Development and application of nanocarbons confined in zeolites

沸石约束纳米碳的开发与应用

基本信息

批准号：
21H01761
负责人：
田中秀樹
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，ゼオライトの細孔内に0－3次元ナノカーボンを生成させ，かつ，それらをゼオライトフレームワーク内に制約することで，多様な機能性を発現するナノカーボン－ゼオライト複合体群を創製することを目的とし，以下の①および②に取り組んでいる。① ゼオライトのケージ型細孔空間を反応場とするship-in-a-bottle合成によって，0次元ナノカーボン(0-NC)を生成させ，ケージ間をつなぐネック細孔による隔離効果により，0-NC間の接触による消光を防止する。これによって0-NCを高濃度で配置することを可能とし，高輝度な固体蛍光体を開発する。② 1次元または3次元細孔を有するゼオライト内に，1次元または3次元ナノカーボン(1-NC／3-NC)を制約した1-NC／3-NC－ゼオライト複合体を創製し，光通信への応用を指向した高輝度な黒体放射発光素子の開発を目指す。2022年度は主に①について取り組み，種々のゼオライト細孔内における0-NCの生成を試みた。0-NCの前駆体としては，クエン酸(炭素源)および尿素(窒素源)を用い，ゼオライトにはFAU，MOR，Betaを採用し，カチオン種(H+，Na+)やSi/Al比の異なる数種類を用いた。そして，Betaゼオライト内に制約された0-NCは，単一ピーク(430 nm)の蛍光スペクトルを示し，薄青色の蛍光を発することが分かった。なお，このゼオライト内に生成された0-NCの量子収率は30 %を超えることを見出した。

在这项研究中，我们创建了一组纳米碳-沸石复合材料，通过在沸石孔隙内生成 0-3 维纳米碳并将其限制在沸石框架内，该复合材料表现出多种功能。为了实现这一目标，我们正在努力。以下①、②。 ① 以沸石的笼状孔隙空间为反应场，通过瓶中合成法生产零维纳米碳（0-NC），通过连接笼子的颈孔的隔离作用，可以生产零维纳米碳 (0-NC) 防止因 NC 之间的接触而淬火。这使得可以以高浓度排列0-NC并开发高亮度固态荧光体。 ② 制作1维或3维纳米碳（1-NC/3-NC）被限制在具有1维或3维孔隙的沸石中的1-NC/3-NC-沸石复合材料，并将其用于我们的目标是开发高亮度黑体发射发光器件，应用于光通信领域。 2022年，我们主要进行了①方面的工作，尝试在各种沸石孔隙中生成0-NC。以柠檬酸（碳源）和尿素（氮源）为0-NC前驱体，以FAU、MOR、Beta为沸石，并采用不同阳离子种类（H+、Na+）和Si/Al比的沸石使用了几种类型。还发现限制在 Beta 沸石内的 0-NC 表现出单峰（430 nm）荧光光谱并发出淡蓝色荧光。此外，我们发现该沸石内产生的0-NC的量子产率超过30%。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

自己熱補償能を備えた柔軟PCP/MOFによる高スループットガス分離

使用具有自热补偿能力的柔性 PCP/MOF 进行高通量气体分离

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
田中秀樹
通讯作者：
田中秀樹

High-Performance Carbon Molecular Sieves for the Separation of Propylene and Propane

用于分离丙烯和丙烷的高性能碳分子筛

DOI：
10.1021/acsami.1c21305
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
9.5
作者：
Y. Yamane; M. T. Miyahara;H. Tanaka
通讯作者：
H. Tanaka

分子篩炭素及びその製造方法，並びにガス分離装置

分子筛碳及其制造方法和气体分离设备

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Edge‐Site‐Free and Topological‐Defect‐Rich Carbon Cathode for High‐Performance Lithium‐Oxygen Batteries

用于高性能锂氧电池的无边缘位点且富含拓扑缺陷的碳阴极

DOI：
10.1002/advs.202300268
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
15.1
作者：
Yu Wei;Yoshii Takeharu;Aziz Ale;Tang Rui;Pan Zheng‐Ze;Inoue Kazutoshi;Kotani Motoko;Tanaka Hideki;Scholtzov? Eva;Tunega Daniel;Nishina Yuta;Nishioka Kiho;Nakanishi Shuji;Zhou Yi;Terasaki Osamu;Nishihara Hirotomo
通讯作者：
Nishihara Hirotomo

Physicochemical Understanding of the Impact of Pore Environment and Species of Adsorbates on Adsorption Behaviour

孔隙环境和吸附物种类对吸附行为影响的物理化学理解