高性能電極材料の実現を目指した空間制御型二次元配位ナノシートの創出

创建空间控制的二维配位纳米片，旨在实现高性能电极材料

基本信息

批准号：
22K14569
负责人：
前田啓明
金额：
$ 3万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

π共役系配位ナノシートは様々な電極材料としての応用が展開されてきているが、その高い平面構造による強い層間相互作用により容易に多層化し、機能性発現に重要な役割を持つ金属錯体部位が近接する層で遮蔽されるという課題があった。本研究では層間相互作用を抑制可能な配位子設計としてトリプチセン骨格からなる配位子を用いることを思い立った。本年度はトリプチセン骨格からなる配位子（ヘキサアミノトリプチセン）の合成、および配位ナノシートの気液二相界面を用いた合成を実施した。気液二相界面合成法により、ニッケルイオンとヘキサアミノトリプチセンからなる配位ナノシート（Ni-HATT）を獲得し、SEM/EDS、Raman分光法、X線光電子分光法、サイクリックボルタンメトリー、紫外可視吸光スペクトル、微小入射角X線散乱などの手法により同定した。また、Ni-HATTはトリプチセン骨格中のC-H結合が配位ナノシートの成す平面から直立するため層間相互作用が弱まることが期待される。Ni-HATTをイソプロパノール中に分散させ、超音波による剥離処理を行い、分散液をドロップキャストした。乾燥後の基板表面を原子間力顕微鏡で観察すると、６～７層程度に相当する膜厚約5 nmのシート構造が確認され、容易に薄膜化が行えることを示した。得られた成果について論文を執筆し、現在投稿中である。また、その他の金属イオンからなる配位ナノシートの合成検討を液液二相界面合成法、気液二相界面合成法にて進めている他、電解重合法による電極上への直接合成の検討も進めている。

尽管π偶联的配位纳米片是作为多种电极材料开发的，但由于其高平面结构引起的较强的层间相互作用，因此存在一个问题，它们可以很容易地进行多层，而该金属复杂位点在功能开发中起着重要作用，它在功能开发中起着重要作用，因此由相邻层屏蔽。在这项研究中，我们决定使用由胰酮骨架组成的配体作为可以抑制层间相互作用的配体设计。今年，配体的合成（Hexaaminotryptycene）由色氨酸骨架组成，并使用配位纳米片的气液两相界面进行合成。通过气体液的两相界面合成获得了由镍离子和六氨基烯烃组成的协调纳米片（Ni-Hatt），并通过SEM/EDS，Raman光谱，X射线光谱，X射线光电机光谱，隔离式静电量和近距离吸收范围和诸如SEM/EDS，RAMAN光谱，X射线光谱，X射线光谱，X射线光谱范围和诸如识别，并鉴定出。散射。此外，可以预期Ni-Hatt在辅导纳米片形成的平面直立的色氨酸骨架中会有C-H键，以便层间相互作用会减弱。 Ni-Hatt分散在异丙醇中，接受超声分离处理，并将分散剂放弃。当用原子力显微镜观察干燥后的底物表面时，确认了约5 nm的薄片结构，该板结构与约6至7层相对应，表明很容易实现稀疏。他写了一篇论文，介绍了他获得的结果，目前正在提交。此外，正在使用其他金属离子组成的合成纳米片的研究，该研究是使用液体液体两相界面合成和气体 - 液体两相界面合成的研究，以及通过电解聚合的直接合成电极对电极的直接合成。

项目成果

期刊论文数量（11）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
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

The smallest fraction of coordination nanosheet visualized by scanning tunneling microscopy under ultrahigh vacuum

超高真空下扫描隧道显微镜可视化的配位纳米片的最小部分

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Naoya Fukui;Yu Endo;Miyu Ito;Kenji Takada;Hiroaki Maeda;Sayoko Nagashima;Hiroshi Nishihara
通讯作者：
Hiroshi Nishihara

西原研究室ホームページ

西原实验室主页

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Liquid-Liquid Interfacial Synthesis of Metal-Hexaaminobenzene Coordination Nanosheets for Tuning of Their Structures and Functions

金属-六氨基苯配位纳米片的液-液界面合成及其结构和功能的调控

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hiroaki Maeda;Kenji Takada;Naoya Fukui;Junzo Ukai;Nobutaka Honma;Sono Sasaki;Kenichi Kato;Hiroshi Nishihara
通讯作者：
Hiroshi Nishihara

Terpyridine-zinc(<scp>ii</scp>) coordination nanosheets as modulators of perovskite crystallization to enhance solar cell efficiency

三联吡啶-锌(<scp>ii</scp>)配位纳米片作为钙钛矿结晶调节剂以提高太阳能电池效率

DOI：
10.1039/d3ta00505d
发表时间：
2023
期刊：
Journal of Materials Chemistry A
影响因子：
11.9
作者：
Wang Ying-Chiao;Chiang Chun-Hao;Su Chun-Jen;Chang Je-Wei;Lin Chi-Ying;Wei Chia-Chun;Huang Shao-Ku;Maeda Hiroaki;Jian Wen-Bin;Jeng U-Ser;Tsukagoshi Kazuhito;Chen Chun-Wei;Nishihara Hiroshi
通讯作者：
Nishihara Hiroshi