2018 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding of flexible porous crystals for selective gas storage, separation, and recovery
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16H04183
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
近藤 篤 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60533619)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 秀樹 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80376368)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 吸着 / 分離 / 細孔性材料 / 柔軟性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに、柔軟性を付与した細孔性結晶材料の合成に成功しており、その結晶構造や組成、単成分の吸着特性等の基本物性を評価している。また、ゲスト分子の種類や量に依存して結晶構造が柔軟に変化していくこと、結晶の構造的特徴に依存して、異なるメカニズムで柔軟性が発現していることが分かった。そこで、得られた情報を基に計算科学的手法を用いて混合ガス・蒸気の選択性を評価した。また、併せて混合ガス・液体の分離特性を評価するシステムを構築し、実験的にそれらの特性を評価した。その結果、同等の短径を有し長さが異なるアルコール分子に対して高い選択性を示すことが分かり、計算科学的な手法による検討ともよい一致を示した。続いて、実用性評価として室温付近での高圧ガス吸着を評価した。我々が開発した低次元性材料は室温付近であっても柔軟性材料はCO2を吸着し、N2は吸着しないといった結果を示した。この傾向は10℃～60℃の室温付近の温度領域で一貫して見られる傾向であり、選択的吸着の可能性が示唆された。室温付近では、O2やArも吸着しない材料も見出されており、空気からのCO2分離の可能性もある。また、類似骨格構造を有する複数の材料を用いて、高圧CO2吸着等温線測定を行った。その結果、基本骨格が同様であるにもかかわらず、構造の構成要素の一部が変わることでガス吸着特性が大きく変化することが明らかとなった。その傾向は、集積している骨格間に働く相互作用が大きく関与しているものとまとめられる。そのため、骨格間相互作用を制御することで、吸着特性を制御できることを示したと考えている。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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