ゼオライト骨格を利用した配位空間の化学-ガス特異吸着空間の創製-

使用沸石骨架的配位空间化学 - 气体特定吸附空间的创建 -

基本信息

批准号：
18033037
负责人：
黒田泰重
金额：
$ 2.56万
依托单位：
Okayama 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

表面ではバルクとは反応性など全く異なるので,表面を利用すれば,バルクとは全く異なる物質が調製でき,それを活性点とした,特異反応場を構築できるものと期待できる.特に,規則性空間を有する物質表面に担持された金属イオンは他では見いだせないような特異な物性(活性点として働く)を発現させることがわかってきた.ただそれだけではなく,その表面状態を,粉体試料でさえ,かなり詳細に解析できる状況(単に,担持された結果による効果としてではなく,それらの詳細が解明できる段階)になってきている段階である.我々は規則性空間を有する固体無機化合物表面の活性点の状態の解析・デザインを目指している.本課題では,銅イオン交換ゼオライト(CuMFI)を利用した窒素,水素,酸素などの小分子の特異な吸着・活性化現象に焦点をあてた研究を行った.我々は無機固体化合物表面におけるガスの吸着特性に関する研究を行ってきた.その研究過程で,室温での窒素の吸着現象を見いだした.臨界温度が126.2Kの窒素が室温で,数十秒以内に,強く吸着される特異な現象(化学吸着さえ超こる)である(赤外不活性な窒息でさえ,吸着種による赤外線吸収バンドが観測される).通常,室温でこのような現象を示す安全な物質は,我々の知る限り,存在しない.これらの現象においてはCuMFI中のCu+が活性サイトとして働いていることを明らかにしてきた.そのような種はCu_2Oのバルクやその表面では存在しない種である.また,銅イオンを担持したシリカを真空熱処理した試料においても,N_2に対して吸着の特異性を全く示さないのである.さらに,CuMFI中のCu+の状態は,配位化合物中のCu+とも全く異なる電子状態を有することも明らかになってきた.上述の研究過程で,室温で極めて強く,しかも数十秒で,吸着される酸素種に帰属可能な特異な種も見出した.これは,CuMFIを利用した酵素モデル型触媒,あるいは新しい酸化触媒としての可能性のある現象と判断し,研究を進め,大変興味深い実験事実を見い出すに至っている.

由于表面的反应性与本体的反应性完全不同，因此预计通过使用表面，可以制备与本体完全不同的物质，并且可以构建特定的将其作为活性位点的反应场被负载在具有空间的材料表面上。人们发现它表现出在其他材料中找不到的独特物理特性（充当活性位点）。不仅如此，还可以相当详细地分析表面状态，甚至在粉末样品中也是如此（只需通过支持而不是结果的影响。我们现在正处于可以使用（CuMFI）阐明具有规则空间的固体无机化合物表面活性位点的细节的阶段。我们的研究重点是小分子独特的吸附和活化现象，例如我们发现了一种吸附现象。氮的临界温度为126.2K这是一种独特的现象，其中吸附物质在室温下数十秒内被强烈吸附（甚至比化学吸附还要强烈）（即使在红外非活性窒息中，也观察到由于吸附物质而产生的红外吸收带）。通常，据我们所知要知道，没有任何安全物质可以在室温下表现出这种现象。研究表明，CuMFI 中的 Cu+ 在这些现象中充当活性位点，而在经过真空热处理的 Cu_2O 本体中或其表面上并不存在此类物质。另外，我们已经清楚，CuMFI中的Cu+的电子态与配位化合物中的Cu+的电子态完全不同。在上述研究过程中，我们发现它在室温和室温下都非常强。在几十秒内，我们还发现了一种独特的物质，可以归因于吸附的氧物质。我们判断这是一种可能的现象，作为使用 CuMFI 的酶模型型催化剂或作为一种新的氧化催化剂，并决定进行随着进一步的研究，我们发现了一些非常有趣的实验事实。