マクロ・メソ・マイクロ孔構造領域に秩序構造をもつ階層的多孔材料の新規作製と応用

宏观、介观、微观孔结构区域有序结构分级多孔材料的新制备及应用

基本信息

批准号：
19J22552
负责人：
原瑶佑
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

令和三年度は前年度に開発した金属有機構造体（ＭＯＦ）の多段階ステップでの集合制御手法を拡張することで、材料中の分子レベルの欠陥からマイクロ・メソ・マクロ孔構造の独立的な階層構造制御手法の確立を試みた。ここでは特にＵｉＯ－６６型ＭＯＦの集合形態と分子レベルの欠陥構造に着目することで、分子レベルの欠陥からマイクロ・メソ・マクロ孔構造の独立的な階層構造制御が可能となった。また、その細孔構造が与える影響について通液試験によって明らかにした（論文投稿準備中）。さらにこうした多孔性材料開発の知見を活かすことで、リチウムイオンバッテリー（ＬＩＢ）における多孔性カソード材料の開発を行った。結果、酸化物多孔性材料における酸化物のヘテロ接合がLIBのサイクル特性およびレート特性に与える影響について明らかとした（論文投稿中）。また、多孔性材料の更なる構造制御手法の開拓を目指して金属有機多孔面体（ＭＯＰ）の集合状態の制御を試みた。ここでは特にＭＯＰのメゾスコピック領域における集合状態をＭＯＰ間の電荷反発と溶媒蒸発に誘起されるミセルの自己集合に注目することで制御することを試みた。結果、球状または棒状ミセルによってＭＯＰの集合状態を制御することが可能であり、階層的多孔性材料の更なる構造制御手法が新規に開発された。

在2021年，通过扩展上一年开发的金属有机结构（MOF）的多步集控制方法，我们试图从材料中的分子水平缺陷中建立一种独立的层次结构控制方法。在这里，通过关注UIO-66型MOF的组装形态和分子缺损结构，从分子缺陷中独立地控制微丝孔结构已成为可能。此外，通过液体通道测试（准备提交纸张）来阐明孔结构的影响。此外，通过利用多孔材料发展的知识，我们开发了一种用于锂离子电池（LIB）的多孔阴极材料。结果，澄清了多孔氧化物材料中氧化物的异质结对LIB的循环和速率特征的影响（纸张提交）。此外，为了开发多孔材料的进一步结构控制方法，我们试图控制金属有机多孔相（MOP）的聚集状态。在这里，我们试图通过关注MOPS和溶剂蒸发之间的电荷排斥引起的胶束的自组装来控制MOPS MOPS中的装配状态。结果，可以通过球形或杆胶束控制拖把的装配状态，并且已经开发了一种控制分层多孔材料结构的新方法。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Tunable and Well-Defined Bimodal Porous Model Electrodes for Revealing Multiscale Structural Effects in the Nonaqueous Li-O2 Electrode Process

可调谐且定义明确的双峰多孔模型电极，用于揭示非水 Li-O2 电极过程中的多尺度结构效应

DOI：
10.1021/acs.jpcc.0c10446
发表时间：
2021
期刊：
The Journal of Physical Chemistry C
影响因子：
0
作者：
Yosuke Hara;Manai Ono;Shoichi Matsuda;Kazuki Nakanishi;Kazuyoshi Kanamori;Ken Sakaushi*
通讯作者：
Ken Sakaushi*

Self-Assembly of Metal-Organic Frameworks into Monolithic Materials with Highly Controlled Trimodal Pore Structures