Construction of innovative proton conductors by precise structural control of inorganic-organic hybrid crystals

タングステンやモリブデン、バナジウムのオキソ酸水溶液に界面活性剤溶液を加え、無機－有機ハイブリッド結晶を合成した。合成溶液の液性（pH）や、結晶化の条件（溶媒、pH、温度など）を精密に制御することにより、複数種の無機－有機ハイブリッド結晶を得た。単結晶X線構造解析の結果から、いずれも新規化合物であることを見出した。タングステンのポリ酸アニオンとアミン系双頭型界面活性剤を用いた場合は、ハニカム状にポリ酸アニオンが配列した1次元トンネル構造をもつ無機－有機ハイブリッド結晶が得られた。アミンの遊離性プロトンに起因するプロトン伝導性はそれほど高くはなかったが、加湿によりプロトン伝導率が2ケタ程度向上することを見いだした。今後の材料設計に有用な知見であると考えられる。有機カチオンとして重合性イオン液体を用い、モリブデンのポリ酸アニオンを用いた場合には、ナトリウムイオンやアンモニウムイオンを含有するハイブリッド結晶を得ることができた。これらのハイブリッド結晶は組成が明確かつ高収率で得ることができるので、ナトリウムイオン伝導性やプロトン伝導性の発現が期待できる。解離性プロトンを有するスルホ基を導入したポリエーテル系界面活性剤を合成し、ヘテロポリ酸との複合化も試みた。タングステン系ポリ酸アニオンとハイブリッド化させた材料を合成することができた。これらハイブリッド材料については、単離条件の確立および収率の向上を図り、結晶化とプロトン伝導性の検討を行っている。

タングステンやモリブデン、バナジウムのオキソ酸水溶液に界面活性剤溶液を加え、無機－有機ハイブリッド結晶を合成した。合成溶液の液性（pH）や、結晶化の条件（溶媒、pH、温度など）を精密に制御することにより、複数種の無機－有機ハイブリッド結晶を得た。単結晶X線構造解析の結果から、いずれも新規化合物であることを見出した。タングステンのポリ酸アニオンとアミン系双頭型界面活性剤を用いた場合は、ハニカム状にポリ酸アニオンが配列した1次元トンネル構造をもつ無機－有機ハイブリッド結晶が得られた。アミンの遊離性プロトンに起因するプロトン伝導性はそれほど高くはなかったが、加湿によりプロトン伝導率が2ケタ程度向上することを見いだした。今後の材料設計に有用な知見であると考えられる。有機カチオンとして重合性イオン液体を用い、モリブデンのポリ酸アニオンを用いた場合には、ナトリウムイオンやアンモニウムイオンを含有するハイブリッド結晶を得ることができた。これらのハイブリッド結晶は組成が明確かつ高収率で得ることができるので、ナトリウムイオン伝導性やプロトン伝導性の発現が期待できる。解離性プロトンを有するスルホ基を導入したポリエーテル系界面活性剤を合成し、ヘテロポリ酸との複合化も試みた。タングステン系ポリ酸アニオンとハイブリッド化させた材料を合成することができた。これらハイブリッド材料については、単離条件の確立および収率の向上を図り、結晶化とプロトン伝導性の検討を行っている。