| 研究課題/領域番号 |
20K05209
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
久保 優 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (00633752)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | Metal-organic frameworks / Spray-drying / Mesoporous / Hierarchical porous / HKUST-1 / Adsorption kinetic / マイクロ-メソ-マクロ細孔 / 自己集合 / 階層型細孔構造 / Knoevenagel触媒反応 / 色素吸脱着試験 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では界面活性剤やポリマーなどのソフトテンプレートを含むMOF前駆体溶液を噴霧・乾燥することで、0.5～100nmにわたる細孔を一つの粒子の中にあわせ持つ、新規のマイクロ-メソ-マクロの階層的な細孔構造を有するMOF(HP-MOF)を創製することを目的とする。幅広い細孔径分布を有することにより、物質拡散が促進されるため、MOFが持つ触媒・分離・吸着特性をさらに向上されることが期待される。また本プロセスの連続合成が可能という特性から工業的展開も期待される。
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| 研究成果の概要 |
本研究では申請者が開発した噴霧液滴を反応場として利用した金属有機構造体（MOF）の噴霧合成プロセスでメソ孔を形成する界面活性剤やポリマーなどのソフトテンプレートを用いることで、MOF固有のマイクロ孔、ソフトテンプレートで形成されるメソ孔、粒子間空隙・中空空隙のマクロ孔をあわせ持つHP-MOFの合成に成功した。HP-MOFは階層的な細孔構造により物質拡散が促進され、高い吸着容量および優れたリサイクル性を有することを色素吸着実験により実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究によりこれまで複数のステップが必要であったHP-MOFの合成を、ワンステップで行うことが可能となった。研究過程においてHP-MOFの合成の最適条件を明らかにしたこと、また環境にやさしい水を用いた合成可能性を見出したことに学術的意義がある。また社会的意義として、本手法は簡便かつ大量合成の可能なHP-MOF合成プロセスとして産業的な展開が可能となると期待する。
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