分子認識機能を有するミクロポーラスクリスタルの開発設計と応用

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05555171
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 山中 昭司 広島大学, 工学部, 教授 (90081314)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大橋 正夫 広島大学, 工学部, 助手 (80160597) ; 塩谷 優 広島大学, 工学部, 教授 (80002137)
• Keywords: 多孔体 / ミクロポア / 分子認識機能 / 粘土層間架橋体 / 吸着

Research Abstract

[研究目的]
分子をその形状と化学親和力によって認識し、吸着・変換・分離の高い機能を有するミクロ多孔性結晶(ミクロポーラスクリスタル)の設計と応用開発。
[研究成果の概要]
1。粘土ケイ酸塩層間の酸化物ゾル粒子による架橋と細孔制御
モンモリロナイトのケイ酸塩層間を粒子径を調整したSiO_2-TiO_2ゾル粒子で架橋し、層間に形成される細孔の制御を試みた。その結果、層間距離と細孔容積は合成条件によって調節できるが、細孔径や分子認識機能はあまり影響を受けないことが分かった。
2。層間架橋多孔体の吸着特性
分子のサイズ、形状および極性が異なる各種溶媒蒸気の吸着測定を行ない、架橋多孔体の分子識別機能の評価を行なった。架橋体は疎水的であり、水の吸着速度はトルエンに対して1ケタ以上の遅くなることを明らかにした。
3。吸着分子をプローブとする細孔構造の精密解析
層間架橋体に吸着した^<129>XeのNMR測定を行ない、細孔の構造解析を試みた。その結果、NMR吸収の化学シフト値と拡りより、細孔径は約9Aと推定されるが、ゼオライトに比較して、細孔径が広い分布を持つことが分かった。
4。架橋多孔体膜の作成
薄い多孔体膜の作成に成功した。セラミックフィルターへの応用の可能性について検討する計画である。

Research Products

• [Publications] 山中昭司: "「多孔性セラミックス」の展望" ニューセラミックス. 6(10). 33-36 (1993)
• [Publications] 山中昭司: "層間架橋によるミクロ細孔制御" ニューセラミックス. 6(10). 37-40 (1993)
• [Publications] S.Yamanaka: "Micro and mesoporous materials derived from two dimensional silicate layers of clay" Porous Materials Ceramic Trans.Vol.31 Am.Ceram.Soc.Inc.169-179 (1993)
• [Publications] S.Yamanaka: "Micro and mesoporous clays pillared with SiO_2-TiO_2 mixed sols" Multifunctional Mesoporous Inorganic Solids C.A.C.Sequeira and M.J.Hudson eds.Kluwer Academic Publishers. 237-258 (1993)
• [Publications] S.Yamanaka: "New functional solids derived from layer structured crystals by pillaring and grafting" Proc.Int.Symp.on Soft Chemistry Routes to New Materials,Nantes,France. (印刷中). (1994)