2016 Fiscal Year Annual Research Report
細孔径と分子識別能を調整可能な新しいナノ空間の創製
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15H03767
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
飯山 拓 信州大学, 学術研究院理学系, 准教授 (30313828)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内田 太郎 信州大学, 先鋭領域融合研究群環境・エネルギー材料科学研究所, 助教(特定雇用) (70581643)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ナノ空間 / 分子分離 / 分子貯蔵 / パラフィン / 空間制御 / 分子混合 / 有害物質除去 / グリーンケミストリー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エネルギーを消費しない効率的な分子分離法の確立が強く求められている。本研究では、イオン液体に代表される不揮発性の液体をナ ノ空間中に導入し、その種類及び量を変えることで、実効細孔径と特定の分子に対するポテンシャルを調整可能なナノ空間を創製することを目的としている。 本年度は、不揮発性物質としてイオン液体を使用した昨年に引き続き、吸着媒をメソポーラスシリカ、調整剤をパラフィンとした混合体の作成と、その吸着特性評価を行った。パラフィンは長鎖炭化水素であり、室温よりわずかに高い調整可能な融点を持ち、疎水的であることから細孔径だけでなく表面改質の効果も期待される。本研究で開発した方法により、パラフィンをメソ孔内に導入することに成功した。メソ孔へのパラフィンの導入量を変化させ、系統的に吸着能への影響を検討したところ、導入量の増加に対応して細孔容量が減少しているだけではなく、細孔径も変化していることが分かった。 細孔径への影響はパラフィン導入量に対して平坦ではなく、細孔径があまり変わらずに細孔容量が減少している領域が見られた。同試料についてX線回折測定を行い、イオン液体導入時と同様に小角部に現れる規則性メソ細孔由来のピークの強度に変化が現れることを見出した。水吸着等温線の測定により、水の吸着能についても検討することができた。 また赤外吸収法の適用により、細孔内のパラフィンの状態についても知見を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
目標のうち、不揮発性分子を導入したメソポーラスシリカの調製法の確立は順調に推移し、導入量を調整することによって細孔容量や 細孔径といったナノ空間の幾何学的な特性を制御することが可能となった。また、細孔内の不揮発相の構造決定についても実験を進展させることができた。以上から、当初の目的に沿った、順調な成果を挙げられていると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
イオン液体、パラフィンを用いた混合体について、試料作製法の確立、およびキャラクタリゼーションについて順調に進展させることができたので、これまでの研究で得られた知見をもとに、さらに吸着能の制御法についての検討を進める。X線回折法やリバースモンテカルロ法の適用により、分子レベルでの構造状態の理解を行う。実験、研究は計画通り進展させ、研究のとりまとめ、および成果の発表を積極的に進める。
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