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機能性エネルギー材料としての新規多孔質金属配位高分子の研究

新型多孔金属配位聚合物功能能源材料研究

基本信息

批准号：
10J01754
负责人：
李培洲
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

多孔質金属配位高分子(Meta-Coordination Polymer,MCP)は、細孔制御機能、高表面積、低密度などの優れた性質を持つため、触媒担体、水素貯蔵材料、ドラッグデリバリーなど様々な用途が考えられ、非常に興味深い材料である。本研究では、燃料電池を基盤とした水素エネルギー社会の実現に向けて、MCPを用いたアプリケーションの開発として、ナノフィルムの調製、水素発生触媒の担体としての利用を考察した。1.MCPナノフィルムのトップダウン式調製:トップダウン式の調製方法はナノフィルムの合成において、非常に有効で様々なナノフィルムがこの方法により合成されている。しかしながら、MCPを用いたナノフィルムの合成は現在のところほとんどボトムアップ式である。本研究では、(Zn_2(TPA)_4(H_2O)_2・2DMF)_n,(MOF-2)結晶を剥離するトップダウン方式によりナノフィルムを調製することに成功した。各種キャラクタリゼーション(XRD、SEM、AFM)の結果、厚さ1.5～6.0nmで100nm以上の広がりを持つ、二次元結晶構造であることが判明した。このナノフィルムはベンジルアミンの存在下ではベンジルアミンを間に包接したレイヤー構造をとることができ、またベンジルアミンを他のアミンと交換することにも成功した。このような配位高分子ナノフィルムは、金属ナノ粒子触媒の担体としての応用が期待できる。2.ニッケルナノ粒子水素発生触媒の担体としての応用:CVD(Chemical Vapor Deposition)法とCLD(Chemical Liquid Deposition)法によりニッケルナノ粒子をZIF-8上に担持した。各種キャラクタリゼーション(BET、XRD、XPS、TEM、ICP)を行った結果、ZIF-8上にニッケルナノ粒子が均一に分散していることが分かった。アンモニアボランの加水分解による水素発生反応に対する、触媒活性を測定したところ、CVD/CLDで合成したニッケル担持触媒は共に、高活性を示すことがわかった。

Porous metal coordination polymers (MCP) have excellent properties such as pore control function, high surface area, low density, catalyst support, water storage material, special application, and very interesting materials. This study investigates the development, modulation, and utilization of support materials for the production of hydrogen peroxide in fuel cell substrates. 1. MCP modulation: modulation method of MCP modulation. In addition to the above, MCP can also be used in combination with other products. In this study, the crystallization of Zn_2(TPA)_4(H_2O)_2·2DMF)_n,(MOF-2) was successfully modulated. The results of XRD, SEM and AFM show that the thickness of 1.5~ 6.0 nm is 100nm or more, and the two-dimensional crystal structure is 100nm or more. This is the first time that a group of people has been involved in the construction of a network, and the second time that a group of people has been involved in the exchange of information. The coordination polymer is expected to be used as a support for metal particle catalysts. 2. Support of water element generating catalyst for particles:CVD(Chemical Vapor Deposition) method and CLD(Chemical Liquid Deposition) method. The results of various experiments (BET, XRD, XPS, TEM, ICP) show that the particles on ZIF-8 are uniformly dispersed. The catalyst activity was measured by the method of hydrolysis, CVD/CLD synthesis, catalyst support and high activity.