マイクロ流路を利用して、多孔性材料の生成メカニズムを解明-結晶生成における各配位子の役割解明-
マイクロ流路を利用して、多孔性材料の生成メカニズムを解明
-結晶生成における各配位子の役割解明-
関西学院大学の田中陽子氏、田中大輔准教授らと、新万博体育_万博体育官网-【官方授权牌照】の川野竜司准教授ら、高輝度光科学研究センター（JASRI）の本間徹生主幹研究員、京都大学の高谷光准教授、甲南大学の鶴岡孝章准教授の研究グループは、マイクロ流路注1を利用して金属-有機構造体（MOF）の生成メカニズムを解明することに成功しました。
活性炭やゼオライトなどの材料は、分子を取り込むことが可能な多数の小さな穴があることから、多孔性材料と呼ばれ、脱水や脱臭など身の回りに使われています。近年、金属イオンと架橋配位子注２から構成されるMOFと呼ばれる多孔性材料が活発に研究されています。MOFは金属と架橋配位子の組み合わせによって、目的に応じた構造を自由に設計できることから、その他の多孔性材料と同じように、吸着材、触媒、電池の電極材料など幅広い分野への応用が期待されています。
本研究グループは今回、２種類の配位子と１種類の金属から構成されるピラードレイヤー型MOFの生成メカニズムを、マイクロ流路を用いた合成と測定から解明しました。特に、大型放射光施設SPring-8注３の高輝度X線によるX線吸収微細構造(XAFS)注４とマイクロ流路を組み合わせた測定手法を新しく開発したことによって、これまでに評価することができなかった反応のごく初期の状態を評価することに成功しました。
種々の実験から、結晶生成過程が３段階で進行すること、また原料に使われる２種類の配位子はそれぞれ結晶生成を促進、抑制するという、相反する働きを有していることも解明されました。これらの知見は、新たな多孔性材料などの結晶性分子材料開発の指針になると期待されます。
本研究成果は、総合化学誌「Chemistry - A European Journal」のInside Coverに選定され、7月11日（日本時間）にオンライン版に掲載されます。総合化学誌「Chemistry - A European Journal」は7月22日（日本時間）に出版となります。
《ポイント》
?マイクロ流路を含む測定法を新たに開発し、多成分系MOFの核生成過程が多段階で進行することを解明しました。
?複数種の成分が存在する反応溶液中で、２種類の配位子がそれぞれ結晶生成を促進、抑制する働きがあることがわかりました。
?自在な構造設計が可能なMOFを効率的に合成するための合成条件検討の役に立つと考えられます。
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