酸化グラフェンの圧力効果を利用した機能制御と高機能性磁性材料への応用

利用氧化石墨烯压力效应的功能控制及其在高性能磁性材料中的应用

基本信息

批准号：
19J11651
负责人：
小林文也
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J11651/
关键词：
酸化グラフェン圧力効果ナノ粒子

项目摘要

本年度は、酸化グラフェン(GO)層間に担持するPCPナノ粒子の合成およびハイブリッド体の基礎物性測定を行った。スピンクロスオーバー(SCO)現象を示すHofmann型配位高分子{Fe(pz)[Ni(CN)4]}(pz = pyrazine)のナノ粒子を作成し、磁気測定を行ったところ、鉄(II)イオンに由来したSCO現象が観測された。このナノ粒子をGO層間へ担持させたGO-PCPハイブリッド体を作製し、赤外吸収分光(IR)測定、粉末X線回折(PXRD)測定、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察などの各種測定を行うことにより目的の化合物の同定および層間へ担持されていることを確認した。このGO-PCPに対して同様に磁気測定を行ったところ、PCPナノ粒子に由来する磁気ヒステリシスを伴ったSCO現象が観測された。このGO-PCPに対して熱還元処理を行うことによって、還元型酸化グラフェン(rGO)とのハイブリッド体であるrGO-PCPを作製し、IR、PXRD、SEMによって、GOが十分に還元されていることを確認した。作製したrGO-PCPに対して磁気測定を行ったところ、同様の磁気ヒステリシスを伴ったSCO挙動が観測されたことに加えて、スピン転移温度の上昇が観測された。これらはrGO層間に生じた圧力効果がPCPナノ粒子のスピン転移温度を上昇させたと考えられ、SCO現象を示すGO-PCPおよびrGO-PCPハイブリッド体の作製および、そのスピン転移温度制御に成功した。また、GO層間への担持を目的とした、外場刺激応答性単核金属錯体の開発にも着手しており、溶媒分子に依存したスピン転移挙動を示す単核鉄(III)錯体および単核Co(II)錯体の合成にも成功した。

今年，我们合成了支撑在氧化石墨烯 (GO) 层之间的 PCP 纳米颗粒，并测量了混合物的基本物理性能。制备了具有自旋交叉（SCO）现象的霍夫曼型配位聚合物{Fe(pz)[Ni(CN)4]}（pz=吡嗪）纳米颗粒，并观察到了离子衍生的SCO现象。制备了在GO层之间负载有这些纳米颗粒的GO-PCP杂化体，并进行了各种测量，例如红外吸收光谱（IR）测量、粉末X射线衍射（PXRD）测量和使用扫描电子显微镜（SEM）观察通过这样做，我们识别了目标化合物并确认它被支撑在层之间。当对该 GO-PCP 进行类似的磁性测量时，观察到伴随着源自 PCP 纳米颗粒的磁滞的 SCO 现象。通过对该GO-PCP进行热还原处理，生成了与还原氧化石墨烯(rGO)的杂化物rGO-PCP，并且通过IR、PXRD和SEM证实GO被充分还原。当对制造的 rGO-PCP 进行磁性测量时，除了观察到具有类似磁滞的 SCO 行为外，还观察到自旋转变温度的增加。人们认为rGO层之间产生的压力效应提高了PCP纳米粒子的自旋转变温度，我们成功地创造了表现出SCO现象并控制其自旋转变温度的GO-PCP和rGO-PCP杂化物。我们还开始开发对外部刺激做出响应的单核金属配合物，目的是在 GO 层之间支持它们。我们还成功合成了 Co(II) 配合物。