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液固相転移を利用した降温脱離型二酸化炭素吸収材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19864
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分64:環境保全対策およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

野呂 真一郎  北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (70373347)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード二酸化炭素分離 / 液固相転移 / イオン性物質
研究成果の概要

二酸化炭素の高効率分離へ向けた液固相転移を示す新規イオン性物質の開発を行った。bis(trifluoromethylsulfonyl)amide (NTf2)アニオンからなるイオン性物質は、温度変化により結晶、液体、アモルファス相の多様な相を形成した。多孔性物質とアモルファスイオン性物質を複合化したところ、多孔性物質そのものは二酸化炭素を含め多様なガスを吸着したが、複合化後は二酸化炭素吸着選択性が向上することが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大気中の二酸化炭素を低コストで分離回収する技術開発は、環境問題および資源問題の観点から喫緊の課題である。本研究では、液固相転移を利用して二酸化炭素を高選択的に吸収分離するイオン性アモルファス物質の合成とその二酸化炭素分離能評価を試みた。その結果、多孔性物質と複合化することにより二酸化炭素分離能を向上させることに成功した。本成果をさらに発展させることにより、全回収コストの50~70%を占める二酸化炭素分離プロセスの省エネ化を促すと期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A Synchronous Change in Fluid Space and Encapsulated Anions in a Crystalline Polymethylene Unit Containing Metal-Organic Framework2020

    • 著者名/発表者名
      Zheng Xin、Sato Hiroyasu、Takahashi Kiyonori、Noro Shin-ichiro、Nakamura Takayoshi
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 20 号: 6 ページ: 3596-3600

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.0c00334

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Controlling the gate-sorption properties of solid solutions of Werner complexes by varying component ratios2020

    • 著者名/発表者名
      Noro Shin-ichiro、Song Yu、Tanimoto Yutaro、Hijikata Yuh、Kubo Kazuya、Nakamura Takayoshi
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 49 号: 27 ページ: 9438-9443

    • DOI

      10.1039/d0dt01355b

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Understanding the interactions between the bis(trifluoromethylsulfonyl)imide anion and absorbed CO2 using X-ray diffraction analysis of a soft crystal surrogate2020

    • 著者名/発表者名
      Zheng Xin、Fukuhara Katsuo、Hijikata Yuh、Pirillo Jenny、Sato Hiroyasu、Takahashi Kiyonori、Noro Shin-ichiro、Nakamura Takayoshi
    • 雑誌名

      Communications Chemistry

      巻: 3 号: 1 ページ: 143-143

    • DOI

      10.1038/s42004-020-00390-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Coordinated Water as New Binding Sites for the Separation of Light Hydrocarbons in Metal-Organic Frameworks with Open Metal Sites2020

    • 著者名/発表者名
      Pia Vervoorts, Andreas Schneemann, Inke Hante, Jenny Pirillo, Yuh Hijikata, Takashi Toyao, Kenichi Kon, Ken-ichi Shimizu, Takayoshi Nakamura, Shin-ichiro Noro* and Roland A. Fischer*
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      巻: 12 号: 8 ページ: 9448-9456

    • DOI

      10.1021/acsami.9b21261

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dielectric and Sorption Responses of Hydrogen-Bonding Network of Amorphous C60(OH)12 and C60(OH)362019

    • 著者名/発表者名
      Shota Uchikawa, Ayumi Kawasaki, Norihisa Hoshino, Takashi Takeda, Shin-ichiro Noro,* Kiyonori Takahashi, Takayoshi Nakamura, Nozomi Sato, Ken Kokubo, Hidehiro Sakurai, and Tomoyuki Akutagawa*
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 123 号: 38 ページ: 23545-23553

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b06951

    • NAID

      120006887716

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Incorporation of Multinuclear Copper Active Sites into Nitrogen-Doped Graphene for Electrochemical Oxygen Reduction2018

    • 著者名/発表者名
      Masaru Kato, Marika Muto, Naohiro Matsubara, Yohei Uemura, Yuki Wakisaka, Tsubasa Yoneuchi, Daiju Matsumura, Tomoko Ishihara, Takashi Tokushima, Shin-ichiro Noro, Satoru Takakusagi, Kiyotaka Asakura, and Ichizo Yagi
    • 雑誌名

      ACS Appl. Energy Mater.

      巻: 1 号: 5 ページ: 2358-2364

    • DOI

      10.1021/acsaem.8b00491

    • NAID

      120006887744

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemo-chromism in an orthogonal dabco-based Co(ii) network assembled by methanol-coordination and hydrogen bond formation2018

    • 著者名/発表者名
      Shiga Misaki、Kawaguchi Shogo、Fujibayashi Masaru、Nishihara Sadafumi、Inoue Katsuya、Akutagawa Tomoyuki、Noro Shin-ichiro、Nakamura Takayoshi、Tsunashima Ryo
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 47 号: 23 ページ: 7656-7662

    • DOI

      10.1039/c8dt01220b

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アルギネートポリマーによって賦形された多孔性金属錯体のガス吸着特性に対する乾燥法の影響2021

    • 著者名/発表者名
      谷本憂太郎、野呂真一郎
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会(2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Multiple Structural and Phase Transformations of a Flexible Coordination Polymer with Fluorinated Anion2021

    • 著者名/発表者名
      Xin Zheng, Kiyonori Takahashi, Takayoshi Nakamura, Shin-ichiro Noro
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会(2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Metal Complex Based Adsorption Materials for Environmental Remediation and Energy Saving2021

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Noro
    • 学会等名
      International academic webinar: Materials Chemistry for Better Future
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and Adsorption Properties of Three-Dimensional Fluorinated Dianion-Bridged Porous Metal Complexes2020

    • 著者名/発表者名
      AnQi Wang, Kiyonori Takahashi, Takayoshi Nakamura, Shin-ichiro Noro
    • 学会等名
      第71会コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高効率室温二酸化炭素分離へ向けた5員複素環を有する柔軟性金属錯体の合成2020

    • 著者名/発表者名
      杉浦みのり、高橋仁徳、中村貴義、野呂真一郎
    • 学会等名
      第71会コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 環境汚染物質除去のためのアルギネートポリマーMOF複合体の合成2020

    • 著者名/発表者名
      谷本憂太郎、野呂真一郎
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2020年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] アルコキシ基を有する多孔性Zr錯体の合成と吸着特性2020

    • 著者名/発表者名
      原田健杜、大関隆志、伊藤彰則、野呂真一郎
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2020年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Introduction of Hydroxy Groups into One-Dimensional Metal Complexes and Their Impact on Adsorption Properties2019

    • 著者名/発表者名
      AnQi Wang, Kiyonori Takahashi, Ichiro Hisaki, Takayoshi Nakamura, Shin-ichiro Noro “Introduction of Hydroxy Groups into One-Dimensional Metal Complexes and Their Impact on Adsorption Properties
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 室温低濃度二酸化炭素分離へ向けた柔軟性金属錯体の合成2019

    • 著者名/発表者名
      杉浦みのり、高橋仁徳、久木一朗、中村貴義、野呂真一郎
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Uptake/Release of Coordinated Molecules on Gate-Opening Adsorption Behavior in Coordination Polymer2019

    • 著者名/発表者名
      Xin Zheng, Kiyonori Takahashi, Ichiro Hisaki, Takayoshi Nakamura, Shin-ichiro Noro “Effect of Uptake/Release of Coordinated Molecules on Gate-Opening Adsorption Behavior in Coordination Polymer
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ピペラジンを含む金属錯体の合成と二酸化炭素吸着特性2019

    • 著者名/発表者名
      張思、高橋仁徳、久木一朗、中村貴義、野呂真一郎
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Perfluoroalkyl基を有する多孔性Zr錯体固溶体のガス吸着特性2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤彰則、大関隆志、高橋仁徳、久木一朗、中村貴義、野呂真一郎
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2019年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 光反応性4-スチリルピリジン配位子を有するウェルナークラスレートの合成と性質2019

    • 著者名/発表者名
      張雲雅、高橋仁徳、久木一朗、中村貴義、野呂真一郎
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2019年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 2-アミノピリミジン架橋一次元金属錯体の合成及び二酸化炭素吸着特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      孟宇、鈴木和重、高橋仁徳、久木一朗、中村貴義、野呂真一郎
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2019年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 4-スチリルピリジン配位子を有するウェルナー型錯体の合成と性質2019

    • 著者名/発表者名
      張雲雅、高橋仁徳、中村貴義、野呂真一郎
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2019年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Perfluoro基で修飾された多孔性Zr錯体の合成と特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤彰則、大関隆志、野呂真一郎
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2019年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Dibenzo[24]crown-8/1-ethyl-3-methylimidazolium超分子カチオンを導入した[Ni(dmit)2]アニオンラジカル炎の融解挙動と電気物性2019

    • 著者名/発表者名
      高橋仁徳、白川祐基、星野哲久、野呂真一郎、芥川智行、中村貴義
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会(2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ビピリジンとジチオレン配位子誘導体からなる分極性非対称白金錯体のエレクトロクロミック特性2019

    • 著者名/発表者名
      堀葵、久保和也、キム ユナ、森田朝子、友田千尋、角屋智史、野呂真一郎、玉置伸之、中村貴義、山田順一
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会(2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 糖残基を有する双頭型両親媒性分子の合成とその集合能評価2019

    • 著者名/発表者名
      石ヶ森あずみ、和泉雅之、高橋仁徳、野呂真一郎、中村貴義、越智里香
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会(2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] A series of copper coordination polymers constructed by bis(imidazole) ligands and bulky fluorinated anions: synthesis, structures, and physical properties2018

    • 著者名/発表者名
      Xin Zheng, Kiyonori Takahashi, Takayoshi Nakamura, Shin-ichiro Noro
    • 学会等名
      錯体化学会第68回討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystal Structure, Gas Sorption and Dielectric Properties of One-Dimensional Copper(II) Coordination Polymer with 2- Thiophenecarboxylate Ligand2018

    • 著者名/発表者名
      Kiyonori Takahashi, Norihisa Hoshino, Shin-ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawa, and Takayoshi Nakamura
    • 学会等名
      43th International Conference on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 混合原子価ポリオキソメタレートが示す分子構造相転移における結晶溶媒の影響2018

    • 著者名/発表者名
      藤林将、高橋仁徳、野呂真一郎、中村貴義、綱島亮
    • 学会等名
      2018年日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 糖脂質型両親媒性分子ライブラリの合成とその自己集合能の評価2018

    • 著者名/発表者名
      石ヶ森あずみ、和泉雅之、野呂真一郎、中村貴義、越智里香
    • 学会等名
      2018年日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2024-01-30  

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