課題番号 ：S-16-TU-0005
利用形態 ：技術代行
利用課題名（日本語） ：多孔性フラーレンポリマーの解析
Program Title (English) ：Analysis of porous fullerene polymer
利用者名（日本語） ：西原 洋知
Username (English) ：Hirotomo Nishihara
所属名（日本語） ：東北大学多元物質科学研究所
Affiliation (English) ：Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

１．概要（Summary）
フラーレンC60の一分子の比表面積は2625 m2/gにも達する。しかし、C60粉末の比表面積をガス吸着法で測定しても、実際にはほぼ0 m2/gである。これは、C60が密なfcc結晶を形成し、分子の表面が殆ど結晶内部に埋没しているためである。本申請者らは、C60を小分子で架橋した多孔性フラーレンポリマーの合成に成功しており、比表面積は600～700 m2/gに達する。得られたポリマーはフラーレンに由来するラジカル捕捉能や電子受容特性を示すため、化粧品、蓄電デバイス、電気化学的還元触媒などへの応用が期待できる。今回は、フラーレンポリマーを固体1H-NMRおよび13C-NMRで分析することにより、ポリマーの架橋構造の解析を行った。
２．実験（Experimental）
【利用した主な装置】
JEOL JNM-ECA800
【実験方法】
試料は外径2.5 mmのジルコニア製ローターに充填した。13C CP-MAS NMRを以下の条件で実施した; 回転速度30 kHz、待ち時間1 s、接触時間3 ms、90°パルス幅2.43 m、2048回積算、TPPMによりデカップリング。外部標準としてアダマンタンを用い、CH2由来のピークが29.5 ppmになるよう補正した。1H MAS NMRは以下の条件で実施した; 回転数30kHz、外部標準（アダマンタン）のピークが1.91 ppmになるよう補正した。
３．結果と考察（Results and Discussion）
Fig. 1にフラーレンポリマーの13C CP-MAS NMRスペクトルを示す。38 ppm付近にN-CH3由来のピーク、60 ~ 80 ppm付近にピロリジン環構造の形成によるC60のsp3炭素のピーク、120 ~ 160 ppm付近にC60およびベンゼン環由来のピークが確認できた。また、1H MAS NMRにおいては、ピロリジン環由来のN-CH3、–CH2–、–CH–に由来すると考えられるブロードなピークが0 ~ 6.0 ppmに現れ、6.0 ~ 9.0 ppmにはベンゼン環のH由来のブロードなピークが現れた。これら、二つのピークの面積を概算したところ、その比は(ピロリジン環由来) : (ベンゼン環由来) = 2.8 : 1.0となり、理論値（3 : 1）と近い値をとった。以上の結果から、今回の測定により目的通りのポリマーが得られていることが示唆された。

Fig. 1. 13C CP-MAS NMR spectrum.

４．その他・特記事項（Others）
謝辞本研究はJSTさきがけ、人・環境と物質をつなぐイノベーション創出ダイナミック・アライアンスの支援を受け実施いたしました。関係各位に深く御礼申し上げます。
共同研究者 道信剛志（東京工業大学物質理工学院）
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) なし
６．関連特許（Patent）
なし