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Development of a gating gas separation membrane fabricated by stacked nanosheets

Research Project

Project/Area Number 18K14043
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 27010:Transport phenomena and unit operations-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Kusaka Shinpei  名古屋大学, 工学研究科, 特任助教 (80749995)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords膜 / 多孔性物質 / 金属錯体 / 多孔性材料 / 薄膜 / ガス分離 / 配位高分子 / 構造相転移 / ハイブリッド材料
Outline of Final Research Achievements

A thin film formed by a porous coordination polymer (PCP), which is a crystal with molecular-sized pores, with a thickness of 1 micron or less without gaps, is actively studied because it can be used for separation of a mixture of substances. Until now, PCP membrane had a random orientation of PCP. In this study, the PCP and the holes were aligned in one direction by peeling the PCP into nanosheets and re-stacking them into a membrane. Furthermore, it was clarified that the PCP, which changes the size of the pores depending on the environment, retains its properties by this film formation method.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでガスの分離膜は一定の大きさの穴を持っており、分子のサイズの違いによってこの穴を通れるか否か、が分離の鍵となっていた。これに対して本研究では、環境により大きさを変化させられる穴を持つ新しい材料を用いた膜の作成を行った。この材料が、膜化しても元の性質を失わないことを示したことで、既存の膜では分離が困難であった物質の分離を可能にするための礎になると期待される。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (38 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (35 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Direct observation of dimethyl sulfide trapped by MOF proving efficient removal of sulfur impurities2020

    • Author(s)
      M. Morita, A. Yonezu, S. Kusaka, A. Hori, Y. Ma and R. Matsuda
    • Journal Title

      RSC ADVANCES 2020

      Volume: Volume: 10 Issue: 8 Issue: 8 Pages: 4710-4714

    • DOI

      10.1039/c9ra09702c

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      Kusaka Shinpei、Nakajima Yasuaki、Hori Akihiro、Yonezu Akira、Kikushima Kenta,Kosaka Wataru, Ma Yunsheng,Matsuda Ryotaro
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      Volume: -

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      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 141 Issue: 40 Pages: 15742-15746

    • DOI

      10.1021/jacs.9b07682

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-02-19  

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