分子性錯体プリカーサーを用いた機能性無機材料の創成

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本研究では、無機材料の二次構造単位を持ち構造と組成が明確なMolecular Precursor(MP)を用いた新しい機能性無機材料合成法（以下、MP法）の確立を目的としている。本手法により従来法では不可能な１）多様な元素や二次構造単位(MP)の融合と２）その周期配列により形成される新しい無機構造体の選択的構築に加え、３）これらに基づいた材料特性の大幅な変調や新機能（触媒能、固体物性）の発現が期待される。２０２２年度は、課題１であるSi/Al/O系MPを用いたアルミノシリケート合成を展開した。過去にSpiro-7型MPの水熱処理による結晶性ゼオライトの生成を報告したものの、生成したゼオライト中にMP由来の骨格が存在しないことが課題であった。２０２２年度はこれを克服すべく、同MPの加熱処理によるアルミノシリケート合成を指向した。その結果、O2/N2混合ガス共存下においてMP内のフェニル基が効果的に燃焼し非晶質ながらも炭素成分を含まない多孔性アルミノシリケートの合成に成功した。これらの生成物は100-250 m2/gの表面積を有する多孔性材料であり、固体酸触媒活性を示した。興味深いことに生成物中にはMP由来のSpiro-7骨格の存在が固体NMR測定等により指示され、目的とするMP骨格の導入に成功した。一方、これらのプロセスは高温を必要としていることから、MP骨格に容易に脱離縮合しうる官能基を導入するための検討を開始した。その過程に、D4R型Si/Al/O系MPへのジメチルシリル基の導入に成功した。これらは続くSi-OH化により温和な条件下で縮合可能なMPを与えると期待できる。最後に課題２であるSi/Al/O系とは異なるAl/P/O系MPのニート加熱により複数の不溶性無機固体が得られることを見いだした。これについては２０２３年度にも継続的に研究を展開する。