組織レベルでの表面アロイ化による炭素材料の新機能の創出

通过组织水平的表面合金化创造碳材料的新功能

• 批准号: 10137220
• 负责人: 三宅 幹夫
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10137220/
• 关键词: フェロセン; 炭素六角網面; 配位子交換反応; カーボンブラック; カーボンナノチューブ

黒鉛に代表されるsp2炭素は、縮合多環芳香族分子(ラメラ)が層状に積層した構造を有している。化学的に活性な官能基を持たないラメラ面に官能基を導入する反応手法として、フェロセンの配位子交換反応が適用できる可能性をこれまでに明らかにした。本研究は、配位子交換反応の進行をさらに検証すると共に、反応条件を検討して錯体生成率の向上を計った。さらに、本反応を利用した機能展開の可能性についても検討し、以下の成果を得た。フェロセンの配位子交換反応は、三口フラスコ内にシクロヘキサンまたは炭酸プロピレン溶媒、炭素試料1g、塩化アルミニウム、金属アルミニウム粉末を種々の割合で仕込み、80℃で8〜24時間撹伴することでおこなった。炭素試料としてカーボンブラック(CB)およびカーボンナノチューブ(CN)を用いて得た配位子交換反応生成物をXPS分析した結果、いずれもFe2p3/2ピークは、フェロセン(707.7eV)よりも高エネルギー側の708.0eVに認められた。高配向熱分解黒鉛試料の配位子交換生成物を、ダイレクトインサーションプローブを用いたGCQMSで分析した結果、シクロペンタジエニル基とFeとの質量和に対応するm/z=121に基準ピークが認められた。元素分析により配位子交換反応生成物は元の炭素試料よりもH/Cが大きく増加した。これらの結果は、いずれも、錯体の形成を支持している。反応条件を検討した結果、塩化アルミニウムの添加割合が多い程、CB配位子交換生成物の収率が増加する傾向にあった。溶媒として炭酸プロピレンを用いると、シクロヘキサン中よりも高収率で錯体が生成した。CNの配位子交換生成物をメタノール中で還元すると、チューブ内にFe金属が内包されることが明かとなった。さらに、CB配位子交換生成物の磁気特性についても知見を得た。

以石墨为代表的SP2碳具有一个结构，其中融合的多环芳族分子（Lamella）以层为单位。我们先前已经阐明了二茂二配体交换反应可以用作一种反应方法的可能性，其中官能团被引入没有化学活性官能团的层状表面。这项研究进一步研究了配体交换反应的进展，并检查了反应条件以提高复杂形成速率。此外，我们还使用该反应检查了功能发展的可能性，并达到了以下结果。二茂铁配体交换反应是通过在三颈烧瓶中以各种比例的各种比例为8至24小时搅拌8至24小时的各种比例来通过各种比例的各种比例来充电环己烷或丙烯酸苯甲酸己烷或丙烯酸酯溶剂，1 g碳样品，氯化铝和金属铝粉。 XPS对使用碳黑色（CB）和碳纳米管（CN）获得的配体交换反应产物分析，因为碳样品表明，在这两种情况下，Fe2p3/2峰在708.0EV中都在708.0EV中发现，其能量高于二新世（707.7EV）。使用直接插入探针通过GCQM分析了高度定向的热解石墨样品的配体交换产物，并在m/z = 121处发现参考峰，这对应于环戊二烯基组和Fe的质量。元素分析表明，与原始碳样品相比，配体交换反应产物的H/C显着增加。这两个结果都支持复合物的形成。由于对反应条件的研究，氯化铝的添加比越高，CB配体交换产物的产量越高。使用碳酸丙二醇作为溶剂的产生的络合物比环己烷更高。甲醇中CN的配体交换产物的还原表明Fe金属封装在管中。此外，我们还获得了有关CB配体交换产品的磁性特性的知识。

项目成果

M.Miyake: "Introduction of Funetional Groups to Carbon Hexagunal Plane by Ligand Exchange Reactional Ferrocene" International Symposium of Carbon. 148-149 (1998)

M.Miyake：“通过配体交换反应二茂铁将功能基团引入碳六方平面”国际碳研讨会。