Creation of porous inorganic frameworks with controlled structure of metal active sites by the building block method.

本研究では、かご型シロキサンなどのシロキサン系ビルディングブロックから、金属活性点が制御された多孔質触媒の合成を行い、触媒活性を含む性質調査を行うことで、触媒活性向上に向けた無機多孔体の構築を目指している。令和4年度は、金属種としてルイス酸点となるTi、Snおよびブレンステッド酸点となるAlに着目して、架橋反応および多孔体構築のための条件検討を実施した。用いた反応はSiOH基と金属アルコキシドまたは、金属塩化物、アルキル金属を用いた。また、ビルディングブロックとして、ジメチルシラノール基が修飾されたかご型シロキサン（Q8D8）だけではなく、ジイソプロピルシラノール基が修飾されたかご型シロキサン（Q8D8）、およびかご型シロキサンより小さなビルディングブロックとなりうるテトラキスジメチルシラノールシラン（QD4）を用いた。金属活性点の環境を詳細に調査するモデル分子として、二核金属種を有するPOSSの合成を行った。Ti-O-Ti結合の架橋の証明のために 17 OラベルされたH 2 Oを用い、17O NMRにより架橋部の存在を明らかにした。また、令和４年10月～令和5年1月にスイスETH Zurich、Niederberger教授の研究室にて、訪問研究員として研究を実施した。金属酸化物ナノ粒子の非水ゾルゲル法による合成、金属酸化物ナノ粒子の集積によるエアロゲルの作製を基盤として、エアロゲル表面への還元性官能基（Si-H基）を有するシロキサン種の修飾および金属担持、触媒反応への応用を行った。また、エアロゲル内部でのゼオライトナノ粒子合成により、ナノ粒子がエアロゲルを分散媒として、高度に分散した材料の作製に成功した。

本研究では、かご型シロキサンなどのシロキサン系ビルディングブロックから、金属活性点が制御された多孔質触媒の合成を行い、触媒活性を含む性質調査を行うことで、触媒活性向上に向けた無機多孔体の構築を目指している。令和4年度は、金属種としてルイス酸点となるTi、Snおよびブレンステッド酸点となるAlに着目して、架橋反応および多孔体構築のための条件検討を実施した。用いた反応はSiOH基と金属アルコキシドまたは、金属塩化物、アルキル金属を用いた。また、ビルディングブロックとして、ジメチルシラノール基が修飾されたかご型シロキサン（Q8D8）だけではなく、ジイソプロピルシラノール基が修飾されたかご型シロキサン（Q8D8）、およびかご型シロキサンより小さなビルディングブロックとなりうるテトラキスジメチルシラノールシラン（QD4）を用いた。金属活性点の環境を詳細に調査するモデル分子として、二核金属種を有するPOSSの合成を行った。Ti-O-Ti結合の架橋の証明のために 17 OラベルされたH 2 Oを用い、17O NMRにより架橋部の存在を明らかにした。また、令和４年10月～令和5年1月にスイスETH Zurich、Niederberger教授の研究室にて、訪問研究員として研究を実施した。金属酸化物ナノ粒子の非水ゾルゲル法による合成、金属酸化物ナノ粒子の集積によるエアロゲルの作製を基盤として、エアロゲル表面への還元性官能基（Si-H基）を有するシロキサン種の修飾および金属担持、触媒反応への応用を行った。また、エアロゲル内部でのゼオライトナノ粒子合成により、ナノ粒子がエアロゲルを分散媒として、高度に分散した材料の作製に成功した。