二酸化炭素分子に対してゲート現象を示す新規物質の創製とその機構解明

• 研究課題/領域番号: 25620140
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: グリーン・環境化学
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 加納 博文 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60334166)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 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: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 環境負荷低減物質 / 柔軟構造材料 / 配位高分子 / 酸化黒鉛 / 柔軟構造 / 二酸化炭素吸着 / 分光法

研究成果の概要

構造が柔軟な層状配位高分子が、気体吸収においてゲート現象を示すことはこれまでの研究で明らかになっていたが、ゲート現象の起源、機構の詳細については不明であった。そこで、最もゲート現象を顕著に示すELM-11（[Cu(ビピリジン)2(BF4)2]）のCO2吸収に伴う構造変化について、Cu2+の電子スピン共鳴および1H-NMRの緩和時間、赤外吸収の測定を行い、ゲート現象について総合的に考察した。また、配位高分子以外の無機化合物で気体分子の吸収におけるゲート現象を示す新規な物質として、酸化黒鉛系の層状化合物について検討し、水蒸気-CO2混合気体に対してゲート現象を示すことを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Adsorption properties of an activated carbon for 18 cytokines and HMGB1 from inflammatory model plasma (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Inoue, K. Kiriyama, Y. Hatanaka, H. Kanoh
  • 雑誌名: Colloid. Surface. B: Biointerface 巻: 126 ページ: 58-62
  • DOI: 10.1016/j.colsurfb.2014.12.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Hydrophobic Nanospaces on Structures of Lysozyme (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Takenaka, T. Ohaba, K. Takei, K. Akama, J. Silvestre-Albero, H. Kanoh
  • 雑誌名: Ads. Sci. Technol. 巻: 33 号: 1 ページ: 64-69
  • DOI: 10.1260/0263-6174.33.1.63
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new route to nanoscale ceramics in asymmetric reaction fields of carbon nanospaces (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ohba, Y. Ohyama, H. Kanoh
  • 雑誌名: RSC Advance 巻: 4 号: 62 ページ: 32647-32650
  • DOI: 10.1039/c4ra05311g
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Influence of surface functionalities on ethanol adsorption characteristics in activated carbons for adsorption heat pumps (2014)
  • 著者名/発表者名: H.-S. Kil, T. Kim, K. Hara, K. Ideta, T. Ohba, H. Kanoh, I. Mochida, S.-H. Yoon, J. Miyawaki
  • 雑誌名: Appl. Therm., Eng. 巻: 72 号: 2 ページ: 160-165
  • DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2014.06.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertically Oriented Propylene Carbonate Molecules and Tetraethyl Ammonium Ions in Carbon Slit Pores (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Fukano, T. Fujimori, J. Ségalini, E. Iwama, P.-J. Taberna, T. Iiyama, T. Ohba, H. Kanoh, Y. Gogotsi, P. Simon, K. Kaneko
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 117 号: 11 ページ: 5752-5757
  • DOI: 10.1021/jp311896q
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energetic contribution to hydration shells in one-dimensional aqueous electrolyte solution by anomalous hydrogen bonds (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ohba and H. Kanoh
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 15 号: 15 ページ: 5658-5663
  • DOI: 10.1039/c3cp44671a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Grand canonical Monte Carlo simulations of nitrogen adsorption on graphene materials with varying layer number (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ohba, A. Takase, Y. Ohyama, H. Kanoh
  • 雑誌名: Carbon 巻: 61 ページ: 40-46
  • DOI: 10.1016/j.carbon.2013.04.061
  • 査読あり
• [雑誌論文] 極小カーボンナノチューブ中の水の構造の温度変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平成一，山本翔太郎，小島夏子，加納博文，大場友則
  • 雑誌名: 炭素 巻: 2013 ページ: 195-100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of Sequential Water Transportation by Water Loading and Release in Single-Walled Carbon Nanotubes (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ohba, S. Taira, K. Hata, H. Kanoh
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett 巻: 4 号: 7 ページ: 1211-1215
  • DOI: 10.1021/jz400218s
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal-Treatment-Induced Enhancement in Effective Surface Area of Single-Walled Carbon Nanohorns for Supercapacitor Application (2013)
  • 著者名/発表者名: H. J. Jung, Y.-J. Kim, J. H. Han , M. Yudasaka, S. Iijima, H. Kanoh, Y. A. Kim, K. Kaneko, C.-M. Yang
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 117 号: 49 ページ: 25877-25883
  • DOI: 10.1021/jp405839z
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナノ空間における分子やイオンの物性や反応に及ぼす制約効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加納博文
  • 雑誌名: 触媒 巻: 55 ページ: 340-345
  • 査読あり
• [学会発表] アミン修飾された酸化黒鉛の 二酸化炭素 吸蔵 特性と構造変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐々木 学、大場 友則、加納 博文
  • 学会等名: 日本化学会 第95春季年会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス （千葉県船橋市）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 活性炭のメソ孔へのサイトカイン、HMGB1の吸 着特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 井上 覚、桐山 健太郎、畑中美博、加納 博文
  • 学会等名: 第41回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 大野城まどかぴあ （福岡県大野城市）
  • 年月日: 2014-12-08 – 2014-12-10
• [学会発表] 第28回日本吸着学会研究発表会 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中秀樹，平出翔太郎，近藤篤，渡邉哲，加納博文，金 子克美，宮原稔
  • 学会等名: 第28回日本吸着学会研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 年月日: 2014-10-23 – 2014-10-24
• [学会発表] K2CO3 ナノコンポジットのCO2 吸蔵反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 楊光，駱紅超，大場友則，加納博文
  • 学会等名: 第28回日本吸着学会研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 年月日: 2014-10-23 – 2014-10-24
• [学会発表] 水溶性ナノカーボンとヨウ化物イオンとの相互作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村俊介、加納博文、大場友則
  • 学会等名: 第17回ヨウ素学会シンポジウム
  • 発表場所: 千葉大学(千葉市)
  • 年月日: 2014-09-19
• [学会発表] 湿潤条件下における効率的二酸化炭素吸蔵分離材の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加納博文
  • 学会等名: 千葉エリア産学官連携オープンフォーラム2014
  • 発表場所: 千葉工業大学津田沼キャンパス （千葉県習志野市）
  • 年月日: 2014-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] 構造柔軟性MOFのゲート現象に及ぼす溶媒処理の効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大峽 和紀、上代 洋、大場 友則、加納 博文
  • 学会等名: 第65回コロイド及び界面化学討論会
  • 発表場所: 東京理科大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-05
• [学会発表] ナノ構造性シリコンの磁性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 奥野 貴久、テュルマー シュテファン、大場 友則、加納 博文
  • 学会等名: 第65回コロイド及び界面化学討論会
  • 発表場所: 東京理科大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-05
• [学会発表] Kinetics and Structural Changes in CO2 Sorption of Na2CO3 and K2CO3 under Moisture (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Luo, H. Chioyama, T. Ohba, H. Kanoh
  • 学会等名: Gordon Research Seminar
  • 発表場所: 香港中国大学（中国 香港）
  • 年月日: 2014-07-26 – 2014-07-27
• [学会発表] Effects of Hydrophobic Nanospaces on Structures of Lysozyme (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takenaka, T. Ohba, K. Takei, K. Akama, J. Silvestre-Albero, H. Kanoh
  • 学会等名: 10th International Symposium on the Characterization of Porous Solids (COPS-X)
  • 発表場所: グラナダ国際会議場（スペイン グラナダ）
  • 年月日: 2014-05-11 – 2014-05-14
• [学会発表] 炭酸カリウムの炭酸水素化反応に及ぼす二酸化炭素濃度の効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 駱 紅超・千應山英之・大場友則・加納博文
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
• [学会発表] ナノ空間中での著しい水和構造の発現 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大場友則・加納博文
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
• [学会発表] 窒素吸着のグラフェン層数依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高瀬 敦・加納博文・大場友則
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
• [学会発表] Double-step CO2 Sorption of ELM-11 (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kanoh, M. Ichikawa, A. Kondo, H. Kajiro, H. Noguchi, T. Ohba, K. Kaneko
  • 学会等名: The 11th International Conference on Fundamental of Adsorption (FOA11)
  • 発表場所: ハイアットリージェンシーホテル（米国ボルチモア）
• [学会発表] Analysis of Adsorbed States of an Ionic Liquid in Slit-shaped Cabon Nanopores by an IR measurement (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu KOBAYASHI, Mingxia LU, Tomonori OHBA, and Hirofumi KANOH
  • 学会等名: 第64回コロイド及び界面化学討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学（名古屋市）
• [学会発表] 構造柔軟性MOFの二段階CO2吸収 (2013)
  • 著者名/発表者名: 市川真奈美、近藤 篤、上代 洋、野口浩志、大場友則、金子克美、加納博文
  • 学会等名: 第64回コロイド及び界面化学討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学（名古屋市）
• [学会発表] 1次元ナノ空間中の電解液構造の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大場友則、加納博文、畠 賢治
  • 学会等名: 第7回分子科学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都市）
• [学会発表] 炭素ナノ空間を利用した特異構造を有するナノセラミックの創製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大山裕樹、加納博文、大場友則
  • 学会等名: 第7回分子科学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都市）
• [学会発表] カーボンナノ空間中超臨界メタン吸着促進機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高瀬 敦、加納博文、大場友則
  • 学会等名: 第27回日本吸着学会研究発表会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都市）
• [学会発表] カーボンナノ空間中のメタンの協同吸着機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大場友則、高瀬 敦、大山裕樹、加納博文
  • 学会等名: 第40回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 京都教育会館 （京都市）
• [学会発表] 炭素のナノ空間に制約されたイオン液体の特異性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林義和、盧 明霞、大場友則、湯田坂雅子、飯島澄男、加納博文
  • 学会等名: 第40回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 京都教育会館 （京都市）
• [学会発表] Electron Density Modification of Single Wall Carbon nanotubes by Liquid-Phase Moleular Adsorption of Hexaiodobeenzene
  • 著者名/発表者名: 盧 明霞、大場友則、金子克美、畠 賢治、湯村守雄、飯島澄男、小松弘人、佐久間昭、加納博文
  • 学会等名: 第16回ヨウ素学会シンポジウム
  • 発表場所: 千葉大学 （千葉市）
• [図書] 吸着剤・吸着プロセスの開発動向 ―エネルギー・環境問題解決のために― (2014)
  • 著者名/発表者名: 加納博文 監修
  • 総ページ数: 257
  • 出版者: シー・エム・シー出版
• [図書] Iodine Chemistry and Applications (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kanoh and T. Konishi
  • 総ページ数: 636
  • 出版者: Wiley
• [産業財産権] 二酸化炭素回収材、二酸化炭素回収材の生産方法及び二酸化炭素の回収方法 (2014)
  • 発明者名: 加納博文,楊光,トルソンナシマ,駱紅超 他2名
  • 権利者名: 国立大学法人千葉大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-212336
  • 出願年月日: 2014-10-17