Synthesis of metal oxide nanoparticles with controlled shape and size utilizing organic molecular cages

利用有机分子笼合成形状和尺寸受控的金属氧化物纳米颗粒

基本信息

批准号：
22K14690
负责人：
三原のぞみ
金额：
$ 2.91万
依托单位：
University of Tsukuba
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 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

バルク金属や金属酸化物などの無機化合物をナノメートルサイズまで微細化することで得られる無機ナノ粒子は、サイズ・形状の違いにより大きく異なる触媒活性や光学特性などの性質を示すことが知られている。粒径 10 nm程度以上の無機ナノ粒子の形状制御は広く研究されており、結晶面選択的な吸着剤を用いて種結晶の結晶面の成長速度を制御することで、様々な幾何学構造の無機ナノ粒子の合成が可能である。一方、無機ナノ粒子の粒径を1-3 nmまで減少させると表面原子の割合が飛躍的に増加するため、この粒径範囲で形状を精密制御した無機ナノ粒子は特異な性質を示すと期待できる。本研究では、サイズおよび幾何学構造を系統的にデザイン可能な有機ケージ分子を用いて、1-3 nmの超微小無機ナノ粒子のサイズと形状を制御して合成する方法を開拓する。令和4年度は特に、ナノ粒子合成のテンプレートとなる種々の有機ケージ分子の合成、およびその内部空間における錯形成・ナノ粒子形成反応の調査を行なった。さらに、有機ケージ分子の内部空間に形成した酸化亜鉛ナノ粒子の特異な光学特性を明らかにした。

无机纳米粒子是通过将无机化合物（例如块体金属和金属氧化物）精炼至纳米尺寸而获得的，已知其表现出的性质（例如催化活性和光学性质）根据其尺寸和形状而有很大差异。粒径约为10 nm或更大的无机纳米粒子的形状控制已被广泛研究，并且通过使用晶面选择性吸附剂控制晶种晶面的生长速率，可以获得各种几何结构可以合成无机纳米粒子。另一方面，当无机纳米粒子的粒径减小到1-3 nm时，表面原子的比例急剧增加，因此在该粒径范围内精确控制形状的无机纳米粒子有望表现出独特的性能。在本研究中，我们开发了一种使用可以系统设计尺寸和几何结构的有机笼分子来控制1-3 nm超小无机纳米粒子的尺寸和形状的方法。在2020财年，我们特别合成了各种有机笼分子作为纳米颗粒合成的模板，并研究了其内部空间的复合物形成和纳米颗粒形成反应。此外，揭示了有机笼分子内部空间中形成的氧化锌纳米粒子的独特光学性质。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Seed-Mediated Synthesis of Au Nanoparticles in the Nanospace of an Organic Cage Molecule

有机笼分子纳米空间中种子介导的金纳米粒子合成

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nozomi Mihara;Ayaka Machida;Takuya Shiga;Ayumi Ishii;Masayuki Nihei
通讯作者：
Masayuki Nihei

ケージ分子のナノ空間を利用した金属／金属酸化物ナノ粒子合成

利用笼状分子的纳米空间合成金属/金属氧化物纳米粒子

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
Bulletin of Japan Society of Coordination Chemistry
影响因子：
0
作者：
三原のぞみ;二瓶雅之
通讯作者：
二瓶雅之

4つの配位サイトを有する四面体型有機ケージ分子の内部空間における協同的なLaイオンの捕捉

具有四个配位点的四面体有机笼分子内部空间中的协作 La 离子捕获

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yamauchi Akio;Fujiwara Saiya;Nishimura Koki;Sasaki Yoichi;Tateishi Kenichiro;Uesaka Tomohiro;Kimizuka Nobuo;Yanai Nobuhiro;伊藤大輝・三原のぞみ・志賀拓也・二瓶雅之
通讯作者：
伊藤大輝・三原のぞみ・志賀拓也・二瓶雅之

頂点に配位サイトを有する有機ケージ分子の合成と錯形成反応

顶端配位有机笼分子的合成及络合物形成反应