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【特集】共有結合性有機骨格・構造体～次世代多孔質材料の最新研究～

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共有結合性有機骨格(COF)の新構造創成と卓越したCO2分離回収材の創出　　　　　　
Creation of Covalent Organic Frameworks with New Structures and Superior CO2 Capture and Separation Performances　

　共有結合性有機骨格(Covalent Organic Framework,COF,コフ)は近年研究が活発化している結晶性有機多孔体のカテゴリであり,その多くの特長から多彩な応用が提案されている。本稿ではまずCOF を概説する。COF の性質はその骨格の幾何構造と化学的性質により決まる。本稿では筆者らによるCOF の新構造創成の例を示す。そして,新構造から創発された新たな化学的特長から,そのような新COF が卓越したCO2 分離回収材となりうることを示す。

【目次】
1　はじめに:共有結合性有機骨格(COF)の概説と課題
2　構造異性体の創成による構造自由度の拡張
3　2.5 次元構造の創成による構造自由度の拡張
4　まとめ

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ゲスト分子導入によるCOF の電気伝導性制御
Guest-Introduced Covalent-Organic Frameworks with Tunable Electrical Conductivity 　　

　電気伝導性に乏しい共有結合型有機フレームワークCOF の細孔中に電子アクセプター性のゲスト分子7,7,8,8-テトラシアノキノジメタン(TCNQ)を導入することで,COF とTCNQ 間で電荷移動相互作用が生じ,電気伝導度が向上した。TCNQ 分子の導入方法,TCNQ 導入前後のCOF の電子状態,結晶構造,ガス吸着特性,および電気伝導度をまとめた。

【目次】
1　はじめに
2　COF-5 細孔中へのTCNQ 分子の導入
3　COF-5 の形成とTCNQ の取り込みの確認
4　調整可能な電気伝導度の観察
5　おわりに

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CO2/CH4 分離のためのCOF 膜の創製
Novel Synthesis of COF Films for CO2/CH4 Separation

　共有結合性有機構造体(COF)膜を前駆体の交互蒸着と溶媒蒸気アニールを用いて作製した。適切な溶媒蒸気中のアニールにより,著しく結晶性が向上し,得られた膜は高いCO2/CH4 分離性能を示した。STEM 像から溶媒アニールにおける結晶成長様式に関する情報が得られた。

【目次】
1　はじめに
2　交互蒸着と溶媒蒸気アニーリングによるCOF 膜の合成
3　COF 膜の構造解析と気体分離性能
4　おわりに

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COF 由来機能性炭素材料の電気二重層キャパシタ電極への応用
COF-Derived Functional Carbon Materials toward Electric Double-Layer Capacitor Electrode

　共有結合性有機構造体(COF)は,主にホウ素,炭素,窒素,酸素,ケイ素の軽元素で構成された結晶性多孔質材料であり,焼成することで軽元素がドープされた,機能性を有する多孔質炭素を合成することができる。本稿では,ホウ素,窒素がドープされたCOF 焼成体のキャパシタ電極の可能性ついて概説する。

【目次】
1　はじめに
2　イミンCOF 由来窒素ドープ炭素とキャパシタ電極
3　COF-5 由来ホウ素ドープ炭素とキャパシタ電極
4　おわりに

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次世代燃料電池向けプロトン伝導性COF 電解質膜の開発
Development of Proton-Conducting COF Electrolyte Membranes for Next-Generation Fuel Cells

　次世代燃料電池の電解質膜としてプロトン伝導性COF 材料が期待されている。COF 材料は規則的ナノ細孔を有し,その細孔は高い水保持性を持ちかつ精密なプロトン伝導パスとなりうる。プロトン伝導性に加えて,応用上重要な膜特性について,現行材料の高分子電解質(Nafion)膜と比較しながら,COF 膜の特徴や課題を解説する。

【目次】
1　はじめに:次世代燃料電池への応用
2　プロトン伝導性COF およびその成膜プロセス
3　プロトン伝導性COF 膜の構造分析やその特性
4　おわりに

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ポルフィリン共有結合有機ナノディスクの合成と応用に関する最新研究　　　　　　　　　　　　
The Latest Research on the Synthesis and Application of Porphyrin Covalent Organic Nanodiscs

　共有結合性有機構造体(Covalent Organic Frameworks,COFs)は,秩序化された多孔性構造を持つ有機材料で,触媒,エネルギー貯蔵,バイオセンサーなど多岐にわたる分野で注目されている。本レビューでは,ポルフィリンを基盤とするCOFs に焦点を当て,その液相剥離法や酸処理,金属配位などが材料特性に与える影響を詳述し,光触媒や抗菌特性の向上に関する最新研究と応用可能性について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　汎用溶媒によるポルフィリンCOFs の剥離
3　酸性条件下でのポルフィリンCOFs の剥離
4　 COFs のポルフィリンユニットへの金属イオンとリガンドの配位による剥離
5　金属ポルフィリンCOFs の金属ポルフィリンユニットへのリガンドの配位による剥離
6　おわりに

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イミン系COF の電気化学的合成および電極上への薄膜形成手法の開発 　　　
Electrochemical Synthesis of Imine-Based Covalent Organic Frameworks and Development of Thin Film Formation Method on Electrodes

　電解反応により生成する酸を利用し,電極表面局所的にイミン結合形成を促進することで,常温短時間条件で結晶性かつ多孔性のイミン系COF 薄膜を作製する手法を開発した。電解条件の変さらにより作用極上に多様な形状のCOF を制御合成し,超撥水性の発現や,有機酸素還元触媒としての特性向上といった応用を提示した。

【目次】
1　はじめに
2　イミン系COF の間接電解合成の戦略と概要
3　間接電解法により作製したCOF の特性
4　電解発生酸により合成したCOF 薄膜の応用
5　おわりに

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[連載]トリアジン系機能性化学品(染料,農薬,医薬品,紫外線吸収剤など)

第2 回:ハロゲン置換-1,3,5-トリアジン誘導体
Halogenated-1,3,5-triazine Derivatives

　染料,農薬,医薬品,紫外線吸収剤などの中にはトリアジン環を有する化合物がある。それらの原料であるトリアジン系中間体の工業的製法および用途について述べる。天然物についてはトリアジン化学発展の歴史2.2で概説する。13　補足として窒素原子4個以上を有するテトラジン,ヘキサジン,ペンタジンについて簡潔に述べる

【目次】
3　ハロゲン置換-1,3,5-トリアジン系
3.1　塩化シアヌル(2,4,6-トリクロロ-1,3,5-トリアジン)
3.2　フッ化シアヌル(2,4,6-トリフルオロ-1,3,5-トリアジン)
3.3　2,4-ジクロロ-6-(4-メトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン
3.4　2,4-ジクロロ-6-(6-クロロピリジン-2-イル)-1,3,5-トリアジン
3.5　2-クロロ-4,6-ジアミノ-1,3,5-トリアジン
3.6　2-クロロ-4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン
3.7　2-クロロ-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン

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[マーケット情報]

塗料工業の市場動向

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[ケミカルプロフィル]

テトラフェニルホスホニウムブロマイド(Tetraphenylphosphonium bromide)
トリス(ノニルフェニル)ホスファイト(Tris(nonyl phenyl)phosphite)
L-トリプトファン(L-Tryptophan)

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[ニュースダイジェスト]

・海外編
・国内編