超臨界流体活性化法を用いた分子認識機能を有する多孔性配位高分子膜の開発

• 研究課題/領域番号: 25420821
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 反応工学・プロセスシステム
• 研究機関: 久留米工業高等専門学校
• 研究代表者: 松山 清 久留米工業高等専門学校, 生物応用化学科, 准教授 (40299540)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 超臨界流体 / 多孔性配位高分子 / 金属有機構造体 / ナノ粒子 / 分散 / 複合化 / 金属-有機構造体 / 分子認識 / 触媒 / ガス分離

研究成果の概要

超臨界流体法による多孔性配位高分子（PCP）および金属有機構造体（MOF）の高機能化法について検討した。超臨界流体を用いた乾燥法により、PCP/MOFの比表面積が劇的に増加し、細孔構造が活性化されていることを示した。また、超臨界流体を用いた含浸法により、従来の汎用溶媒では困難とされてきたシングルナノレベルの微細な細孔内に化学物質を注入できることを示してきた。超臨界流体の含浸法により、生理活性物質であるイブプロフェンの含有量を30wt.%程度まで向上させることを達成した。さらにPtやPdなどの貴金属ナノ粒子を細孔内部に分散した状態で固定化し、高い活性を有する触媒の調製に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Catalytically active Pt nanoparticles immobilized inside the pores of metal organic framework using supercritical CO2 solutions (2016)
  • 著者名/発表者名: K.Matsuyamaa,M.Motomura, T.Kato, T.Okuyama, H.Muto
  • 雑誌名: Microporous and Mesoporous Materials 巻: ２２５ ページ: 26-32
  • DOI: 10.1016/j.micromeso.2015.12.005
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Formation of poly(methyl methacrylate)-ZnO nanoparticle quantum dot composites by dispersion polymerization in supercritical CO2 (2015)
  • 著者名/発表者名: K.Matsuyama, Y.Maeda, T.Matsuda, T.Okuyama, H.Muto
  • 雑誌名: The Journal of Supercritical Fluids 巻: 印刷中 ページ: 83-89
  • DOI: 10.1016/j.supflu.2015.04.025
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Supercritical carbon dioxide-assisted drug loading and release from biocompatible porous metal-organic frameworks (2014)
  • 著者名/発表者名: K.Matsuyama, N.Hayashi, M.Yokomizo, T.Kato, K.Ohara, T.Okuyama
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry B 巻: 2 号: 43 ページ: 7551-7558
  • DOI: 10.1039/c4tb00725e
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hydrophobic modification of fibers by pressure-induced phase-separation coupled with ultrasonic irradiation in high-pressure liquid carbon dioxide (2014)
  • 著者名/発表者名: K.Matsuyama, S.Tanaka, T.Okuyama
  • 雑誌名: Chemical Engineering Journal 巻: 246 ページ: 106-113
  • DOI: 10.1016/j.cej.2014.02.055
  • 査読あり
• [学会発表] 超臨界二酸化炭素中での蛍光性ZnO量子ドットナノ粒子の複合化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松山清, 前田勇貴, 奥山哲也, 武藤浩行
  • 学会等名: 化学工学会81年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] 多孔性金属錯体の複合化合物の製造方法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松山清
  • 学会等名: JST-国立高等専門学校機構新技術説明会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-02-16
• [学会発表] Supercritical CO2-Assisted Immobilization of Catalitically Active Pt Nanoparticles inside the Pores of Metal Organic Framework (2016)
  • 著者名/発表者名: K.Matsuyama, M.Motomura, T.Okuyama, H.Muto
  • 学会等名: The 3rd International Conference of Global Network for Innovative Technology
  • 発表場所: Penang, Malaysia
  • 年月日: 2016-01-28
  • 国際学会
• [学会発表] 超臨界流体法による多孔性配位高分子への金属ナノ粒子触媒の分散固定化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松山清
  • 学会等名: イノベーションジャパン2015
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-08-27
• [学会発表] Immobilization of Pt Nanoparticles inside the Pores of Metal-Organic Framework Using Supercritical Carbon Dioxide (2015)
  • 著者名/発表者名: K.Matsuyama, M.Motomura, S.Masuda, M.Kuboyama, T.Okuyama, H.Muto
  • 学会等名: 7th International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation (MTMS'15)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2015-08-06
  • 国際学会
• [学会発表] 超臨界流体含浸法を用いた金属有機構造体－Ptナノ粒子複合体の調製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 久保山宗春, 本村百絵, 増田汐里, 松山清
  • 学会等名: 第52回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2015-06-27
• [学会発表] 超臨界二酸化炭素を用いた多孔性配位高分子への金属ナノ粒子の含浸 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松山清, 本村百絵, 奥山哲也, 武藤浩行
  • 学会等名: 化学工学会第80年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] 超臨界二酸化炭素含浸法を用いた多孔性配位高分子－薬物複合体の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松山清, 横溝美咲, 林信勝, 奥山哲也
  • 学会等名: 化学工学会第46回秋季大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] 全国KOSEN多孔体・多孔質体研究ネットワーク
  • 著者名/発表者名: 松本佳久, 松山清, 坂本裕紀
  • 学会等名: 第19回高専シンポジウム in 久留米
  • 発表場所: 久留米
• [学会発表] 高圧二酸化炭素中での超音波キャビテーションを利用した繊維の表面改質
  • 著者名/発表者名: 松山清, 田中慧, 奥山哲也
  • 学会等名: 化学工学会 第45回秋季大会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] Dry Particle Coating Using Ultrasonic Cavitation in High-Pressure CO2
  • 著者名/発表者名: K. Matsuyama, S.Tanaka, T. Okuyama
  • 学会等名: 33rd International Conference on Solution Chemistry
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] Surface Modification of ZnO-nanoparticle Quantum Dots by Silane Coupling Agents
  • 著者名/発表者名: K. Matsuyama, Neil Ihsan, T. Okuyama, H. Muto
  • 学会等名: 33rd International Conference on Solution Chemistry
  • 発表場所: Kyoto
• [備考] MaterialsToday(Web版)にて研究紹介
  • URL: http://www.materialstoday.com/nanomaterials/news/improved-stability-of-quantum-dots/
• [備考] EurekAlert!にて研究紹介
  • URL: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-10/tuot-sns093015.php
• [備考] 豊橋技術科学大学ホームページにて研究紹介
  • URL: http://www.tut.ac.jp/english/newsletter/contents/2015/02/features/features.html
• [産業財産権] 多孔性配位高分子複合体およびその製造方法 (2014)
  • 発明者名: 松山清
  • 権利者名: 高等専門学校機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-141597
  • 出願年月日: 2014-07-09