金属水酸化物の局所構造制御に向けた新しいビルディングブロックの開発

开发用于金属氢氧化物局部结构控制的新构件

基本信息

批准号：
18J22562
负责人：
村松佳祐
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J22562/
关键词：
層状金属水酸化物ハイブリッドナノシートアルコキシド

项目摘要

多様な金属種で構成可能な層状金属水酸化物は、エネルギー貯蔵・変換材料として応用が期待されている物質群である。本研究課題では、複数の金属種からなる層状金属水酸化物の層内における局所的な金属種の配置や分布に着目し、これら局所構造を制御可能な新しい合成技術の開発を目的として研究を進めている。概念実証に向け、様々な有機配位子を用いた表面修飾により、水酸化物の前駆体となるクラスター・オリゴマー・ナノ粒子等を合成し、構造を維持しつつ連結させるプロセスを検討している。前年度までに、層表面がメトキシ化された金属水酸化物微粒子を加水分解することで、厚さ1.2 nmほどの極めて薄いナノシートが形成することが分かっている。加水分解前は10-20 nm程度の微粒子が得られているのに対し、加水分解後はラテラルサイズ数百ナノメートルオーダーのナノシートが多数確認されることから、加水分解過程での結晶成長反応の進行が予想される。そこで今年度はアルコキシドの加水分解プロセスを詳細に調査した。メトキシ化水酸化ニッケルを加水分解し反応時間ごとの形態をAFMにより評価したところ、加水分解初期にラテラルサイズの小さなナノシートが観測され、時間経過に伴いサイズが増加する様子を確認した。この結果は、メトキシ化水酸化ニッケルの加水分解はトポケミカルに進行し、生成したナノシート核が二次元的に結晶成長していくことを示している。この成長反応のコントロールにより、異種オリゴマー同士を連結させるプロセスとして今後発展できる可能性があると考えている。

层状金属氢氧化物可由多种金属物种组成，是一组有望用作能量存储和转换材料的材料。在这个研究项目中，我们将重点关注由多种金属物种组成的层状金属氢氧化物层内金属物种的局部排列和分布，并进行研究，旨在开发一种可以控制这些局部结构的新合成技术。。为了进行概念验证，我们正在研究一种通过使用各种有机配体进行表面改性来合成作为氢氧化物前体的簇、低聚物、纳米颗粒等的工艺，并在保持其结构的同时将它们连接起来。去年，已知通过水解层表面被甲氧基化的细金属氢氧化物颗粒可以形成厚度约1.2nm的极薄纳米片。水解前，得到约10-20纳米的细颗粒，但水解后，观察到许多横向尺寸在数百纳米量级的纳米片，表明水解过程中的晶体生长反应有望取得进展。因此，今年我们详细研究了醇盐的水解过程。当甲氧基化氢氧化镍被水解并在每个反应时间通过AFM评估其形貌时，在水解的早期阶段观察到横向尺寸较小的纳米片，并且尺寸随着时间的推移而增加。该结果表明甲氧基化氢氧化镍的水解以拓扑化学方式进行，并且生成的纳米片核经历二维晶体生长。我们相信，通过控制这种生长反应，将来有可能开发这种工艺来连接不同类型的低聚物。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

水酸化物マグネシウムの形態に及ぼす三脚型配位子の効果

三足配体对氢氧化镁形貌的影响

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
上宇宿雄哉; 村松佳祐; 黒田義之; 和田宏明; 下嶋敦; 黒田一幸
通讯作者：
黒田一幸

Effective Organic Modification of Layered Double Hydroxides Nanoparticles for Controlled Nanohybridization

用于受控纳米杂交的层状双氢氧化物纳米粒子的有效有机修饰

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shiori Hayashi; Yoshiyuki Kuroda; Keisuke Muramatsu; Yuya Oka; Hiroaki Wada; Atsushi Shimojima; Kazuyuki Kuroda
通讯作者：
Kazuyuki Kuroda

Precise size control of layered double hydroxide nanoparticles through reconstruction using tripodal ligands

通过使用三足配体重建来精确控制层状双氢氧化物纳米颗粒的尺寸

DOI：
10.1039/c8dt02190b
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
4
作者：
Yoshiyuki Kuroda; Yuya Oka; Tadao Yasuda; Tatsuyuki Koichi; Keisuke; Muramatsu; Hiroaki Wada; Atsushi Shimojima; Kazuyuki Kuroda
通讯作者：
Kazuyuki Kuroda

三脚型配位子により修飾された水酸化マグネシウムナノシートの結晶成長挙動

三足配体修饰的氢氧化镁纳米片的晶体生长行为