Morphology control synthesis of porous coordination polymer and its application to adsorption-driven photocatalytic reaction for efficient water treatment

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K20476
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 64020:Environmental load reduction and remediation-related
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: KONNO Hiroki 東邦大学, 理学部, 講師 (40825832)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 多孔性錯体結晶 / エレクトロスプレー / フェムトリアクター / 環境浄化 / 水処理

Outline of Final Research Achievements

Electrospraying is a well-known electrochemical technique, in which fine liquid droplets are generated through electrostatic charging. In this study, this in liquid electrospraying method was applied to synthesize porous coordination polymer (PCP). The crystal size, morphology, and monodispersity of PCP could be improved by electrospraying in a liquid phase, which produces fine-liquid droplets that function as a reaction field. Additionally, The possibility of PCP as a water purification agent was investigated. The imidazolate complex crystal was effective as an adsorbent for perfluorinated compounds, and the terephthalate complex crystal was effective as a photocatalyst for decomposing organic dyes.

Free Research Field

化学工学、環境化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は多孔性錯体結晶の新たな形態制御合成法を提案し、水質浄化剤としての応用を目指したものである。液中エレクトロスプレーによって発生する微小液滴を活用した本合成法は、水溶液合成であっても過剰な原料や添加剤を用いることなく、結晶サイズの低減が可能となる。今後環境負荷が小さな新規形態制御合成法を構築する上で、重要な知見を獲得することができた。さらに多孔性錯体結晶の水質浄化剤としての可能性を調査し、水中汚染物質に対する吸着剤や光触媒として機能することを明らかにすることができた。既存技術の延長線上にはない新規水質浄化プロセスの開発に向けて、多孔性錯体結晶の設計諸元を獲得することができた。