表面配位不飽和空間を利用した配位高分子ナノ結晶の物性及び形態制御

利用表面配位不饱和空间的配位聚合物纳米晶的物理性质和形貌控制

基本信息

批准号：
18033003
负责人：
栗原正人
金额：
$ 2.43万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

配位高分子結晶の一つであるプルシアンブルー(PB)及びその誘導体(PBA)ナノ結晶に注目して研究を進めた。PBは、エレクトロクロミック素子、二次電池、酸化還元触媒、グルコースセンサなど、機能性材料としての研究が進められている。PB自体は、簡便・安価・大量合成できる一方で、溶媒に不溶であったことが、その実用化研究の大きな障害となっていた。本特定領域研究において、我々は、PBが10〜20nm程度のナノ微粒子の凝集体であることを初めて報告した。配位高分子結晶の表面には、活性な配位不飽和サイトが存在している。一つは他の配位子や金属錯体(または錯イオン)が配位(交換)可能なFe-OH^2サイト、もう一つは他遷移金属イオンが配位可能なFe-CNサイトである。ナノサイズの結晶では、その結晶表面の配位不飽和サイトの結晶全体に占める割合が極めて大きいため、その配位飽和サイト、つまり、配位高分子ナノ結晶の結晶表面に広がる配位空間を新しい反応場として利用することで、ナノ結晶の物性制御など新しい機能化が可能であると考えられる。Fe-OH^2サイトを利用しアルキルアミンで結晶表面修飾を行うと、PBのナノ微粒子個々は、その凝集状態が解かれ、トルエンなどの有機溶媒に安定に分散することが明らかになった。また、フェロシアン化イオンを修飾することで、水やアルコールに安定に分散するPBナノ微粒子を得ることに成功した。PBのみならず、NiやCoから構成されるPBAからも同様な表面修飾により、安定なナノ微粒子の有機溶媒・水分散液を作製することにも成功した。ナノ微粒子分散液の高速遠心分離により、粒子径分画が可能であることも分かった。

我们的研究重点是普鲁士蓝（PB）及其衍生物（PBA）纳米晶体，它们是配位聚合物晶体之一。 PB正在作为电致变色器件、二次电池、氧化还原催化剂、葡萄糖传感器等的功能材料进行研究。虽然PB本身简单、廉价且可以大量合成，但其不溶于溶剂一直是其实际应用研究的主要障碍。在这一特定领域的研究中，我们首次报道了PB是尺寸约为10至20 nm的纳米颗粒的聚集体。配位聚合物晶体表面存在活性配位不饱和位点。一种是可以与其他配体或金属配合物（或络离子）配位（交换）的Fe-OH^2位点，另一种是可以与其他过渡金属离子进行配位的Fe-CN位点。在纳米尺寸的晶体中，晶体表面的配位不饱和位点占整个晶体的比例非常大，通过将其用作反应场，人们认为诸如控制纳米晶体的物理性质等新的功能化将成为可能。研究表明，当使用 Fe-OH^2 位点用烷基胺修饰晶体表面时，单个 PB 纳米粒子会解团聚并稳定地分散在甲苯等有机溶剂中。此外，通过修饰亚铁氰化物离子，他们成功获得了可以稳定分散在水和酒精中的PB纳米颗粒。除了 PB 之外，我们还使用由 Ni 和 Co 组成的 PBA 进行类似的表面改性，成功地在有机溶剂和水中形成了纳米颗粒的稳定分散体。还发现，通过纳米颗粒分散体的高速离心可以实现粒度分级。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Electrochromic Thin Film of Prussian Blue Naniopatricles Fabricated Using Wet Process

湿法制备普鲁士蓝纳米颗粒电致变色薄膜

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Jpn.J.Appl.Phys 46
影响因子：
0
作者：
S.;Hara;H.;Tanaka;T.;Kawamoto;M.;Tokumoto;M.;Yamada;A.;Gotoh;H.;Uchida;M.;Kurihara;M.;Sakamoto
通讯作者：
Sakamoto

特許

专利