Creation of two-dimensional conjugated polymer, coordination nanosheet, and manifestation of higher-order functions using high quality and hetero-structured nanosheets

使用高质量和异质结构纳米片创建二维共轭聚合物、配位纳米片以及高阶函数的表现

• 批准号: 19H05460
• 负责人: 西原 寛
• 金额: $ 348.36万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-23 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H05460/
• 关键词: 二次元物質; 金属錯体; 結晶; ヘテロ構造; エネルギー貯蔵; 導電性; 太陽電池; 光検出器; 電池材料

配位ナノシートのエネルギー貯蔵材料としての特性について、2019年にニッケルイオンとヘキサアミノベンゼンから合成されるビス（ジイミノ）ニッケルシート（NiDI）が、リチウムイオン二次電池の正極材料として155 mAh/gの高いエネルギー密度を持つことを報告した。今回、ビス（ジイミノ）銅シートCuDIについてその正極材料特性を評価し、400 ｍAh/gの極めて高いエネルギー密度を持つことを見出してそのカチオン/アニオンがともに関わるデュアルイオンレドックスメカニズムを明らかにした。配位ナノシートのヘテロ構造についての研究として、ビス(テルピリジン)鉄ナノシート（Fe-tpy）とビス(テルピリジン)コバルトナノシート（Co-tpy）のヘテロ積層を水/ジクロロメタン界面での連続的ワンポット合成で作製することに成功した。その積層構造をTEM-EDSにより解析し、ナノシートの成長機構を明らかにした。ヘテロ積層膜の電気化学特性をサイクリックボルタンメトリーで解析し、混合原子価状態の狭いポテンシャル領域においてナノシートの導電性が上昇すること及び内層が外層と基板間の電子移動を媒介することを示した。さらに、電極に挟んだ二層膜の電流―電圧特性では、安定した整流特性を示し、バリア電圧は二層間の酸化還元電位差に対応することを明らかにした。また、配位ナノシートの反応性を利用して面内へテロ接合の作製にも成功し、その整流特性を見出し、論文投稿準備中である。配位ナノシートのデバイス応用として、テルピリジン亜鉛（II）配位ナノシートを複合することにより、ペロブスカイト太陽電池の特性が向上することを示した。

关于协调纳米片作为储能材料的特性，2019年，我们报道了由镍离子和六氨基苯合成的BIS（Diimino）镍片（NIDI）具有155 mAh/g的高能量，为155 mAh/g，作为lithium-iros二级炮台的阴极材料。现在，我们已经评估了BIS（Diimino）铜板Cudi的阳性电极材料的性质，并发现它具有极高的能量密度为400 mAh/g，揭示了涉及阳离子和阴离子的双离子氧化还原机制。作为一项关于协调纳米片异质结构的研究，BIS（terpyridine）铁纳米片（Fe-TPY）和BIS（Terpyridine）钴纳米片（co-TPY）的杂层是通过连续的一越/二氯甲烷界面的连续合成的。通过Tem-Eds分析了层压结构，以阐明纳米片的生长机制。通过环状伏安法对杂球膜的电化学性质进行了分析，以表明纳米片的电导率在混合价状态的狭窄电势区域增加，并且内层内层介导外层和底物之间的电子转移。此外，夹在电极之间的双层膜的电流特性显示出稳定的整流特性，并且发现屏障电压对应于两层之间的氧化还原势差。此外，已使用协调纳米片的反应性成功地制造了平面内杂音，并且已经发现了协调纳米片的整流特性，并且目前正在准备提交该论文。已经表明，通过将Terpyridine锌（II）配位纳米片作为配位纳米片的设备应用，通过将钙钛矿太阳能电池的性质改善。

项目成果

酸素発生用電極及び酸素発生装置

制氧电极及制氧装置

• 发表时间: 2022

Nishihara Laboratory 東京理科大学研究推進機構総合研究院 西原研究室

西原实验室 东京理科大学研究振兴研究所 西原实验室

配位ナノシートの電気化学的合成と電極触媒特性評価

配位纳米片的电化学合成及电催化表征

• 发表时间: 2023
• 作者: 前田 啓明;藤野 真弓;長島 佐代子;西原 寛
• 通讯作者: 西原 寛

配位ナノシートの創製と特性・機能

配位纳米片的制备、性质和功能

• 发表时间: 2022
• 作者: Naoya Fukui;Yu Endo;Miyu Ito;Kenji Takada;Hiroaki Maeda;Sayoko Nagashima;Hiroshi Nishihara;三村昌司;西原 寛
• 通讯作者: 西原 寛

金属錯体をモチーフとする二次元物質

基于金属配合物的二维材料

• 发表时间: 2022
• 作者: 福居 直哉;遠藤 友;伊藤 実祐;髙田 健司;西原 寛;古市晃;西原 寬
• 通讯作者: 西原 寬