| 研究課題/領域番号 |
19K15344
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分27010:移動現象および単位操作関連
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
大崎 修司 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40802426)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | Metal-organic framework / ソフト多孔性結晶 / 攪拌造粒 / 流動層造粒 / 噴霧乾燥法 / 凝集体構造制御 / ゲート吸着 / 数値流体計算 / ZIF-8 / 圧縮成型 / ELM-11 / 反応工学モデル / CID-4 / ゲート吸着制御 / 液滴群乾燥速度 / 凝集体形成メカニズム / 液滴乾燥 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ソフト多孔性結晶(SPC)は構造転移(体積膨張)を伴い吸着量がステップ状に増加する特異な吸着挙動を発現するため様々な応用が期待されている。しかし，合成される材料は微粒子であるためハンドリング性が悪く，それが開発・実用化の発展を妨げている。本研究では，噴霧乾燥法を用いて，体積変化するSPCの特性に適した凝集体を形成することで，従来までの課題を解決する。本研究は噴霧乾燥過程における凝集体形成メカニズム解明に立脚した凝集体の構造制御によるSPCの実用化に向けた取り組みである。
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| 研究成果の概要 |
ソフト多孔性結晶（SPC）は構造転移（体積膨張）に伴い吸着量がステップ状に増加する特異な吸着挙動（ゲート吸着）を発現するため様々な応用が期待されている。しかし，合成される材料は微粒子であるためハンドリング性が悪く，それが開発・実用化の発展を妨げている。本研究では，種々の造粒法を用いて，体積変化するSPCの特性に適した凝集体を形成することで，従来までの課題の解決を試みた。実験的検討と数値解析の双方から，SPC凝集体形成メカニズムを理解するとともに，特異な吸着挙動を維持しながらハンドリング性能にも優れたSPCの設計に繋げる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来のSPCに関する研究は，「構造柔軟性を示す材料の探索」が先導してきた。その結果，多種多様なSPCが発見されてきたものの，ハンドリング性能の向上など実用化に必要なプロセス開発はほとんど行われていない。本研究は，このプロセス構築に焦点を当てた取り組みであり，得られる結果はSPCの実用化を先導するもので，社会的波及効果も期待される。また，ブラックボックスと見なされがちである凝集体形成メカニズムに焦点を当て，それを理論解析・体系化することは粉体工学の発展にも繋がる。
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