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J-GLOBAL ID：201802296031503508   整理番号：18A1891191

ゼオライトを利用した特異な電子状態創出および新奇物質創製

Creation of Unprecedented Electronic States and Materials with Specific Properties by Utilizing Zeolite as a Useful Reaction Vessel

著者 (1件)： 黒田泰重 (岡山大 大学院自然科学研究科)
資料名： ゼオライト  (Zeolite News Letters)
巻： 35  号： 4  ページ： 145-155  発行年： 2018年10月15日 
JST資料番号： L1799A  ISSN： 0918-7774  CODEN： ZEOREM  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 文献レビュー  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： MFI型ゼオライトはサブナノサイズの細孔を有する結晶性のアルミノシリケートである。ゼオライトでは,骨格の一部のシリコン原子をアルミニウム原子で置換することによって,骨格に負電荷が生じ,そのことによってイオン交換能が生じる。ゼオライト中の交換イオンの性質はアルミニウム原子の量とその配列に依存して変化すると考えることができる。亜鉛イオン交換MFI型ゼオライト,Zn-MFI,が室温でさえ水素分子を活性化し,水素化物種[-(ZnH)⁺]と表面水酸基[-(O_(L)H)]を形成する現象を見いだした。この現象は,水素分子の結合エンタルピー(436kJ/mol)を考えた場合,不思議な現象に思える。この反応をモデル反応とし,MFI型ゼオライト中のアルミニウム原子配列の影響を検討した。その結果,細孔の円周上に並んだAl-Al配列をもつサイトがこの水素活性化反応に対して重要な役割を演じていることを明らかにした。更に,この-(ZnH)⁺種と酸素分子の紫外光照射下での反応を行った結果,亜鉛オゾナイド種,[Zn^II-(η²)O₃・]⁺,が形成されること,さらに,この種を室温で真空排気すると亜鉛オキシル種,[Zn^II-O・]⁺,種が形成される現象を見いだした。即ち,この一連の反応は以下に示される可逆反応であることを明らかにした。[Zn^II-O・]⁺(S=1/2)+O₂(S=1).←→.[Zn^II-(η²)O₃・]⁺(S=1/2)。また,NiMFIの細孔中に(Ni₆)⁰から成るクラスター種を合成することに成功した。この種はバルク状態のニッケルが示す強磁性とは異なる超常磁性の磁気特性を示すことを明らかにした。(著者抄録)

シソーラス用語： *合成ゼオライト ,  *アルミノケイ酸塩 ,  電子状態 ,  結晶構造 ,  負電荷 ,  イオン交換容量 ,  亜鉛化合物 ,  金属イオン ,  水素化物 ,  ヒドロキシ基 ,  *表面反応 ,  結合エネルギー ,  反応 ,  配列 ,  酸素 ,  二原子分子 ,  活性化 ,  紫外線照射 ,  オゾン化物 ,  可逆反応 ,  ニッケル化合物 ,  クラスタ分子 ,  *強磁性体 ,  *超常磁性 ,  細孔構造 ,  *密度汎関数法 ,  亜鉛イオン ,  原子配列 ,  酸素分子 ,  *MFI型ゼオライト
準シソーラス用語： *MFIゼオライト ,  *アルミノシリケート ,  イオン交換能 ,  水酸基 ,  モデル反応 ,  *DFT計算

分類 (4件)： 合成鉱物  (CD01040K) ,  その他の無触媒反応  (CB06070U) ,  酸化物結晶の磁性  (BM06050E) ,  分子の電子構造  (BH05010Q)

引用文献 (60件)：

• N. Fischer, H. G. Manyar, A. Roldan, Chem. Commun., 52, 8335 (2016).
• Z. Luo, A. W. Castleman, Acc. Chem. Res., 47, 2931 (2014).
• H. Kobayashi, K. Kusada, H. Kitagawa, Acc. Chem. Res., 48, 1551 (2015).
• S. Furukawa, T. Komatsu, ACS Catal., 7, 735 (2017).
• C.-Y. Wu, W. J. Wolf, Y. Levartovsky, H. A. Bechtel, M. C. Martin, F. D. Toste, E. Gross, Nature, 541, 511 (2017).

タイトルに関連する用語 (5件)： ゼオライト ,  電子状態 ,  創出 ,  物質 ,  創製