Development and application of defect-free ultra-thin separation membranes consisting of glassy and crystalline phases of metal-organic frameworks

• Project/Area Number: 24K21706
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 27:Chemical engineering and related fields
• Research Institution: Kansai University
• Principal Investigator: 田中 俊輔 関西大学, 環境都市工学部, 教授 (20454598)
• Project Period (FY): 2024-06-28 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2026: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2025: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2024: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 金属有機構造体 / 分離膜 / アモルファス化 / 薄膜化 / CO2分離回収

Outline of Research at the Start

本研究では、これまで薄膜化により必然的に欠陥が増加し、分離性能が低下することで研究が停滞していた領域を革新することに挑戦する。細孔径やガス親和性を精密制御できる金属有機構造体（MOF）に着目し、ガス透過性・選択性の高いMOF結晶相とガスバリア性の高いMOFガラス相を利用することによって、分離膜作製における結晶粒界問題を解決する。MOFの「結晶相」のみならず、「ガラス相」や「準結晶相」、さらに「結晶相とガラス相の混在相」を自在に扱うことによって、さらなる機能向上や機能拡張、実用化に向けた材料加工に大きな広がりを与えられるはず、という着想を実証するところに挑戦的研究としての大きな意義がある。