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Establishment of a New Synthetic Method for Mixed-Anionic POM Complexes and Its Application toward Solid State Catalysts

混合阴离子POM配合物合成新方法的建立及其在固态催化剂中的应用

基本信息

批准号：
21K14638
负责人：
長田浩一
金额：
$ 3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では『15 族、16 族元素と遷移金属間に多重結合を有するポリオキソメタレート(POM)の合成とその電子的性質解明および超分子結晶体を反応場とした高効率な環境調和型固体 POM触媒の開発』を目的に研究を行うことで、これまでとは異なる形式の複合アニオン型 POM 錯体の創製を目指す。すなわち、M=O 結合および架橋M-O-M結合を他の官能基 (O → S, Se, Te, NH, N) に置き換えた POMの合成法の確立と性質解明を行う。高周期典型元素-遷移金属間の多重結合に対応するHOMO準位は高く、LUMO 準位は低いので、特有の多電子酸化還元挙動を示すと考えられ、新たな物性を示す材料科学への展開に繋がるものと考えられる。1年目では「ポリオキソバナテートの化学反応による直接官能基変換法の確立」を目指して研究を行なった。ポリオキソメタレート(以下POM)は、化学式が [MxOy]n-(M = W, Mo, V, Ti, Nb, Al など)で表される分子を指す呼称で、4族から7族の遷移金属イオンの周りにオキソアニオンが配位した [MO6]を基本骨格とした多面体がオキソ架橋により縮合して形成されるアニオン性多核錯体である。本研究では、M=O結合を他の典型元素 (O → S, Se, N) に置き換えたPOMの合成と性質解明を行った。一般的に高周期典型元素-遷移金属間の多重結合に対応するHOMO準位は高く、LUMO準位は低くなることが知られているので、特有の多電子酸化還元挙動を示す。1年目では、デカバナデート(V10)、ドデカバナデート(V12)、トリデカバナデートユニット(V13)、ヘキサモリブデート(Mo6)を合成し、これらに対し硫化剤を加えることでM=O結合部位をM=S結合へと変換する試みを行なった。その結果、粉末X線、SEM-EDX測定、XPS分析、IR測定などにより、メタレートに硫黄原子が組み込まれていることが明らかになった。

The purpose of this study is to clarify the electronic properties of the synthesis of group 15 and group 16 elements and transfer metals, and to study the development of high efficiency environmentally compatible solid POM catalysts. The synthesis method of POM was established and its properties were clarified. High periodic elements-migration of multiple bonds between high and low HOMO levels, characteristic of multi-electron acidification and migration of materials In 2001, he directed the research on "Establishment of direct functional group transformation method for chemical reaction of organic compounds". The molecular designation of [MxOy]n-(M = W, Mo, V, Ti, Nb, Al) is: [MO6]:[MO6]:[MO6]:[ In this paper, the synthesis properties of POM are clarified by the combination of O, M=O and other typical elements (O → S, Se, N). The HOMO level is high, the LUMO level is low, and the characteristic multi-electron acidizing element is active. 1 year ago, the test was conducted on the synthesis of the compound, the addition of the vulcanization agent, the M=O binding site, the M=S binding site, and the change of the binding site. Results, powder X-ray, SEM-EDX determination, XPS analysis, IR determination, sulfur atom composition, etc.