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ゲート型ナノシート積層ガス分離膜の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K14043
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分27010:移動現象および単位操作関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

日下 心平  名古屋大学, 工学研究科, 特任助教 (80749995)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード膜 / 多孔性物質 / 金属錯体 / 多孔性材料 / 薄膜 / ガス分離 / 配位高分子 / 構造相転移 / ハイブリッド材料
研究成果の概要

分子サイズの穴を持つ結晶である多孔性配位高分子(PCP)を1ミクロン以下の薄さで隙間なく膜状にしたものは、分子が膜を通過する速度の差を利用した物質の分離精製に利用できることから盛んに研究されている。これまでのPCPを用いた膜はPCPの向きがランダムなものであったが、本研究ではPCPを剥離してナノシートとし、それを再積層させることで、PCPおよび穴の向きが一方方向に揃った膜を作成できた。さらに、環境によって穴の大きさを変えるPCPが、この成膜方法でその性質を保っていることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでガスの分離膜は一定の大きさの穴を持っており、分子のサイズの違いによってこの穴を通れるか否か、が分離の鍵となっていた。これに対して本研究では、環境により大きさを変化させられる穴を持つ新しい材料を用いた膜の作成を行った。この材料が、膜化しても元の性質を失わないことを示したことで、既存の膜では分離が困難であった物質の分離を可能にするための礎になると期待される。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Direct observation of dimethyl sulfide trapped by MOF proving efficient removal of sulfur impurities2020

    • 著者名/発表者名
      M. Morita, A. Yonezu, S. Kusaka, A. Hori, Y. Ma and R. Matsuda
    • 雑誌名

      RSC ADVANCES 2020

      巻: Volume: 10 Issue: 8 号: 8 ページ: 4710-4714

    • DOI

      10.1039/c9ra09702c

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular motion in the nanospace of MOFs upon gas adsorption investigated by in situ Raman spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Kusaka Shinpei、Nakajima Yasuaki、Hori Akihiro、Yonezu Akira、Kikushima Kenta,Kosaka Wataru, Ma Yunsheng,Matsuda Ryotaro
    • 雑誌名

      Faraday Discussions

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Topochemical Reaction Tuned by Guest Molecules in the Nanospace of a Metal-Organic Framework2019

    • 著者名/発表者名
      Kusaka Shinpei、Kiyose Atsushi、Sato Hiroshi、Hijikata Yuh、Hori Akihiro、Ma Yunsheng、Matsuda Ryotaro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 号: 40 ページ: 15742-15746

    • DOI

      10.1021/jacs.9b07682

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Preparation of Cu Based MOF Membrane by Layer-by-layer Seeding Method for Gas Separations2020

    • 著者名/発表者名
      WANG Xiaoguang, KUSAKA Shinpei, HORI Akihiro, and MATSUDA Ryotaro
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ナノポーラス金属錯体を用いた水中におけるシスプラチンの吸着除去2020

    • 著者名/発表者名
      HARADA Yuki, KUSAKA Shinpei, HORI Akihiro, and MATSUDA Ryotaro
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 核酸を修飾したケージ型ナノポーラス金属錯体の合成と性質2020

    • 著者名/発表者名
      中城 世宣、中本 航介・日下 心平、堀 彰宏、阿部 洋、松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 配位不飽和金属サイトを有するナノポーラス金属錯体による希薄硫黄分子の選択的吸着2020

    • 著者名/発表者名
      米津 章、森田 将司、日下 心平、堀 彰宏、松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ルイス酸および塩基部位を同時に有するナノポーラス金属錯体の合成2020

    • 著者名/発表者名
      石田 陸、日下 心平、堀 彰宏、松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 炭素-炭素二重結合部位を有するナノポーラス金属錯体の設計と合成および光反応特性2020

    • 著者名/発表者名
      小野 勝也、日下 心平、堀 彰宏、松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光学活性なシクロファン誘導体を配位子とするナノポーラス金属錯体の合成2020

    • 著者名/発表者名
      菊島 健太、日下 心平、堀 彰宏、松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 柔軟性ナノポーラス金属錯体の二酸化炭素吸着における構造変化と吸着熱に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      小寺 雄太、日下 心平、堀 彰宏、松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 電子豊富なπ平面部位を有するナノポーラス金属錯体の合成と酸化還元特性2020

    • 著者名/発表者名
      永井 一輝、日下 心平、堀 彰宏、松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] In-situ Measurement of the Thermal Properties of Nanoporous Metal Complexes with Large Pore Volumes upon Water Adsorption2020

    • 著者名/発表者名
      小山 真衣、日下 心平、堀 彰宏、松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] クマリン色素を有するピラードレイヤー型ナノポーラス亜鉛(II)錯体の合成2020

    • 著者名/発表者名
      熊谷 啓太、日下 心平、堀 彰宏、松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 配位不飽和金属サイトを有するナノポーラス金属錯体を用いた水素の核スピン転換2020

    • 著者名/発表者名
      七野 正典、日下 心平、堀 彰宏、松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光増感作用を示すナノポーラス亜鉛(II)錯体の合成と一重項酸素捕捉2020

    • 著者名/発表者名
      德永 貴也、日下 心平、堀 彰宏、松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ナノポーラス金属錯体を用いた量子効果による水素同位体の吸着評価2020

    • 著者名/発表者名
      根喜田 康平、日下 心平、堀 彰宏、松田 亮太郎
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Tuning gas adsorption performance of flexible metal organic frameworks by ligand functionalization2019

    • 著者名/発表者名
      TANG Xiaoyan, KUSAKA Shinpei, HORI Akihiro, MA Yunsheng, and MATSUDA Ryotaro
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of Cu based MOF membrane by layer-by-layer seeding method2019

    • 著者名/発表者名
      WANG Xiaoguang, KUSAKA Shinpei, HORI Akihiro, MA Yunsheng, and MATSUDA Ryotaro
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Nanoporous metal complexes having radical species generated by photo stimulation2019

    • 著者名/発表者名
      HARADA Yuki, KUSAKA Shinpei, HORI Akihiro, MA Yunsheng, and MATSUDA Ryotaro
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 日本語: フッ化アルキル鎖を有するナノポーラス金属錯体の酸素分離評価 英語: Oxygen separation by nanoporous metal complexes having fluoroalkyl chains2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 有優, 日下 心平, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 日本語: カルベン種を有するナノポーラス金属錯体の合成と反応 英語: Synthesis and reaction of nanoporous metal complexes with carbene species2019

    • 著者名/発表者名
      中城 世宣, 日下 心平, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 日本語: 新規光応答性ナノポーラス金属錯体の合成と酸素捕捉機能 英語: Synthesis and oxygen adsorption properties of a new photo-responsive nanopourous metal complex2019

    • 著者名/発表者名
      増田 彩花, 日下 心平, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 日本語: 配位不飽和サイトを有するナノポーラス金属錯体による希薄硫黄ガス吸着 英語: Adsorption of trace amount of sulfur containing moleucles by nanoporous metal complexes with open metal sites2019

    • 著者名/発表者名
      米津 彰, 森田 将司, 日下 心平, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 日本語: 炭素-炭素二重結合部位を有するナノポーラス金属錯体の合成および光反応特性 英語: Synthesis and photoreactivity of nanoporous metal complexes with carbon-carbon double bonds2019

    • 著者名/発表者名
      小野 勝也, 日下 心平, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 日本語: 構造柔軟性を有するナノポーラス金属錯体の吸着熱の実測定 英語: Direct observation of adsorption Heats in flexible nanoporous metal complexes2019

    • 著者名/発表者名
      小寺 雄太, 日下 心平, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 日本語: 電子豊富なπ平面部位を有するナノポーラス金属錯体の合成と物性 英語: Structure and property of nanoporous metal complexes having an electron-rich π-surface2019

    • 著者名/発表者名
      永井 一輝, 日下 心平, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 日本語: 大きな細孔容量を有するナノポーラス金属錯体の水吸着下におけるその場熱分析 英語: In situ thermal analysis of nanoporous metal complexes with large pore volume upon water adsorption2019

    • 著者名/発表者名
      小山 真衣, 日下 心平, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 電子豊富なπ共役配位子を有するナノポーラス金属錯体の合成と吸着特性2019

    • 著者名/発表者名
      永井 一輝, 日下 心平, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      第33回日本吸着学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 構造柔軟性を有するナノポーラス金属錯体の吸着熱の直接観測2019

    • 著者名/発表者名
      小寺 雄太, 日下 心平, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      第33回日本吸着学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フッ化アルキル鎖が密集した空間を有する金属錯体による酸素分離2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 有優, 日下 心平, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      第33回日本吸着学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 炭素-炭素二重結合部位を有するナノポーラス金属錯体の合成と光反応および吸着特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      小野勝也, 日下 心平, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      第33回日本吸着学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細孔内活性種を有するナノポーラス金属錯体を利用した重金属の吸着除去2019

    • 著者名/発表者名
      原田 悠生, 日下 心平, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      第33回日本吸着学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大きな細孔容量を有するナノポーラス金属錯体の水吸着過程におけるその場熱計測2019

    • 著者名/発表者名
      小山真衣, 日下 心平, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      第33回日本吸着学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光増感作用を有するナノポーラス金属錯体の酸素捕捉評価2019

    • 著者名/発表者名
      増田 彩花, 日下 心平, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      第33回日本吸着学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 配位不飽和銅イオンを有するナノポーラス金属錯体による希薄硫黄分子吸着2019

    • 著者名/発表者名
      米津章, 森田将司, 日下 心平, 堀 彰宏, 馬 運声, 松田 亮太郎
    • 学会等名
      第33回日本吸着学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Photo-induced Post-synthetic Modification of Sulfur Functional Groups in a Microporous Metal Complex2018

    • 著者名/発表者名
      Shinpei Kusaka, Ryotaro Matsuda, Susumu Kitagawa
    • 学会等名
      8th Pacific Basin Conference on Adsorption Science and Technology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 柔軟性ナノポーラス金属錯体の構造相転移に伴う競争的混合ガス吸着特性2018

    • 著者名/発表者名
      日下心平、堀彰宏、松田亮太郎
    • 学会等名
      第32回日本吸着学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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