分子性錯体プリカーサーを用いた機能性無機材料の創成

使用分子复合物前体创建功能性无机材料

• 批准号: 22K19055
• 负责人: 張 浩徹
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Chuo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19055/
• 关键词: ゼオライト; モレキュラープリカーサー; 分子設計; アルミノシリケート; アルミノフォスフェート; 分子修飾; 多孔性; 無機材料; 分子プレカーサー; 錯体; 機能性材料; 合成

本研究では、無機材料の二次構造単位を持ち構造と組成が明確なMolecular Precursor(MP)を用いた新しい機能性無機材料合成法（以下、MP法）の確立を目的としている。本手法により従来法では不可能な１）多様な元素や二次構造単位(MP)の融合と２）その周期配列により形成される新しい無機構造体の選択的構築に加え、３）これらに基づいた材料特性の大幅な変調や新機能（触媒能、固体物性）の発現が期待される。２０２２年度は、課題１であるSi/Al/O系MPを用いたアルミノシリケート合成を展開した。過去にSpiro-7型MPの水熱処理による結晶性ゼオライトの生成を報告したものの、生成したゼオライト中にMP由来の骨格が存在しないことが課題であった。２０２２年度はこれを克服すべく、同MPの加熱処理によるアルミノシリケート合成を指向した。その結果、O2/N2混合ガス共存下においてMP内のフェニル基が効果的に燃焼し非晶質ながらも炭素成分を含まない多孔性アルミノシリケートの合成に成功した。これらの生成物は100-250 m2/gの表面積を有する多孔性材料であり、固体酸触媒活性を示した。興味深いことに生成物中にはMP由来のSpiro-7骨格の存在が固体NMR測定等により指示され、目的とするMP骨格の導入に成功した。一方、これらのプロセスは高温を必要としていることから、MP骨格に容易に脱離縮合しうる官能基を導入するための検討を開始した。その過程に、D4R型Si/Al/O系MPへのジメチルシリル基の導入に成功した。これらは続くSi-OH化により温和な条件下で縮合可能なMPを与えると期待できる。最後に課題２であるSi/Al/O系とは異なるAl/P/O系MPのニート加熱により複数の不溶性無機固体が得られることを見いだした。これについては２０２３年度にも継続的に研究を展開する。

本研究的目的是建立一种利用分子前体（MPs）合成功能性无机材料的新方法（MP法），其具有无机材料的二级结构单元，具有明确的结构和组成。该方法允许通过以下方式选择性地构建新的无机结构：1）各种元素和二级结构单元（MP）及其周期性排列的融合，这在传统方法中是不可能的；3）基于这些，预计具有显着的意义。材料性质的改变和新功能（催化能力、固态性质）将得以实现。 2022财年，我们开发了主题1，使用Si/Al/O基MP合成铝硅酸盐。过去，我们报道了通过水热处理Spiro-7型MP生成结晶沸石，但问题是生成的沸石中不存在MP衍生的骨架。为了克服这个问题，我们的目标是在2022年通过对相同的MP进行热处理来合成铝硅酸盐。结果，在O2/N2混合气体共存下，MP中的苯基被有效燃烧，成功合成了非晶态但不含任何碳成分的多孔硅铝酸盐。这些产品为表面积为100-250 m2/g的多孔材料，并表现出固体酸催化活性。有趣的是，固态NMR测量表明产物中存在MP衍生的Spiro-7骨架，并且成功引入了所需的MP骨架。另一方面，由于这些过程需要高温，我们开始研究如何引入可以轻松消除并缩合到 MP 骨架中的官能团。在此过程中，我们成功地将二甲基甲硅烷基引入到D4R型Si/Al/O基MP中。这些预计会产生可在温和条件下通过随后的 Si-OH 反应进行缩合的 MP。最后，我们发现Al/P/O MP通过整齐加热可以获得多种不溶性无机固体，这与Si/Al/O体系不同，这是第二个问题。该主题的研究将在 2023 财年继续进行。

项目成果

Spiro-7型錯体を単一原料に用いたアルミノシリケートの合成

以Spiro-7型配合物为单一原料合成硅铝酸盐

• 发表时间: 2022
• 作者: Itagaki Ren;Takizawa Shin-ya;Chang Ho-Chol;Nakada Akinobu;辻佳弘・小林裕一郎・原田明・山口浩靖;今泉 暁・中田 明伸・松本 剛・横井 俊之・張 浩徹
• 通讯作者: 今泉 暁・中田 明伸・松本 剛・横井 俊之・張 浩徹

Redox-active ligands for chemical, electrochemical, and photochemical molecular conversions

• DOI: 10.1016/j.ccr.2022.214804
• 发表时间: 2022-09-16
• 期刊: COORDINATION CHEMISTRY REVIEWS
• 影响因子: 20.6
• 作者: Nakada，Akinobu;Matsumoto，Takeshi;Chang，Ho-Chol
• 通讯作者: Chang，Ho-Chol

Synthesis of Microporous Aluminosilicate by Direct Thermal Activation of Phenyl-Substituted Single-Source Molecular Precursor

苯基取代单源分子前体直接热活化合成微孔硅铝酸盐

• 发表时间: 2022
• 作者: Akira Imaizumi;Akinobu Nakada;Takeshi Matsumoto;Toshiyuki Yokoi;Ho-Chol Chang
• 通讯作者: Ho-Chol Chang

Light-induced electron transfer/phase migration of a redox mediator for photocatalytic C?C coupling in a biphasic solution

用于双相溶液中光催化 C?C 耦合的氧化还原介体的光诱导电子转移/相迁移

• DOI: 10.1039/d2dt01334g
• 发表时间: 2022
• 期刊: Dalton Transactions
• 影响因子: 4
• 作者: Itagaki Ren;Takizawa Shin-ya;Chang Ho-Chol;Nakada Akinobu
• 通讯作者: Nakada Akinobu

Photoexcited charge manipulation in conjugated polymers bearing a Ru(<scp>ii</scp>) complex catalyst for visible-light CO₂ reduction

带有 Ru(<scp>ii</scp>) 络合物催化剂的共轭聚合物中的光激发电荷操控用于可见光 CO₂ 还原

• DOI: 10.1039/d2ta02183h
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Materials Chemistry A
• 影响因子: 11.9
• 作者: Nakada Akinobu;Miyakawa Ryuichi;Itagaki Ren;Kato Kosaku;Takashima Chinami;Saeki Akinori;Yamakata Akira;Abe Ryu;Nakai Hiromi;Chang Ho-Chol
• 通讯作者: Chang Ho-Chol