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多孔性錯体ナノ粒子の粒径・形状制御手法の確立と吸着機能設計

研究課題

研究課題/領域番号 26630391
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関京都大学

研究代表者

宮原 稔  京都大学, 工学研究科, 教授 (60200200)

研究分担者 渡邉 哲  京都大学, 工学研究科, 講師 (80402957)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード柔軟性多孔性結晶 / Metal-organic framework / ゲート吸着 / マイクロリアクタ / 迅速混合 / 核生成 / ZIF-8 / ELM-12 / Metal-organic frameworks / GCMC法 / 自由エネルギー解析 / 配位空間 / Metal Organic Frameworks / PCPs
研究成果の概要

構造柔軟性を有するソフト多孔性錯体は,構造転移に伴い吸着量がステップ的に立ち上がる特異な吸着挙動 (ゲート吸着) を発現することが知られている。本研究では,Zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8) を対象に,高い混合性能を有するマイクロリアクタを用いたフロー式合成を行い,粒子サイズ・形状制御手法の確立を目指した。その結果,バッチ式リアクタに比べて狭い粒度分布をもつZIF-8粒子が得られるとともに,濃度および反応温度を変化させることで,粒子サイズと形状の制御に成功した。また,ZIF-8が示すゲート吸着挙動は粒子サイズ・形状に依存して変化することを見出した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] Synthesis of zeolitic imidazolate framework-8 particles of controlled sizes, shapes, and gate adsorption characteristics using a central collision-type microreactor2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Watanabe, Shuji Ohsaki, Tatsuya Hanafusa, Kento Takada, Hideki Tanaka, Kazuhiro Mae, and Minoru T. Miyahara
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 313 ページ: 724-733

    • DOI

      10.1016/j.cej.2016.12.118

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] マイクロリアクタの混合特性評価と多孔性錯体微粒子合成への適用2015

    • 著者名/発表者名
      渡邉 哲,大崎修司,福田晃子,花房竜也,高田健斗,田中秀樹,牧 泰輔,前 一廣,宮原 稔
    • 雑誌名

      粉体工学会誌

      巻: 52 ページ: 382-389

    • NAID

      130005090548

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] マイクロリアクタを用いた多孔性錯体ナノ粒子合成と吸着特性解析2015

    • 著者名/発表者名
      大崎修司,渡邉 哲,田中秀樹,前 一廣,宮原 稔
    • 雑誌名

      粉体工学会誌

      巻: 252 ページ: 707-713

    • NAID

      130005116362

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ZIF-8粒子のフロー式精密合成と分子シミュレーションモデリング2017

    • 著者名/発表者名
      大崎 修司,渡邉 哲,田中 秀樹,前 一廣,宮原 稔
    • 学会等名
      化学工学会第82年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Flow Microreactor Synthesis of Elastic Layer-structured MOF (ELM-12) with Controlled Size and Gate Adsorption Characteristics2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Watanabe, Akiko Fukuta, Shotaro Hiraide, Hideki Tanaka, and Minoru T. Miyahara
    • 学会等名
      International Microsymposium on Switchability in Porous Metal-Organic Frameworks
    • 発表場所
      Dresden (Germany)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nucleation and Growth Processes of Zeolitic Imidazolate Framework-8 Particles2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Fujiwara, Shuji Ohsaki, Satoshi Watanabe, Kazuhiro Mae, Minoru T. Miyahara
    • 学会等名
      POSTECH-Kyoto Univ.-Tsinghua Univ. Joint Students Workshop on Microreactor
    • 発表場所
      Busan (Korea)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flow Microreactor Synthesis of ZIF-8 Particles with Controlled Size, Shape, and Adsorption Properties2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Watanabe, Shuji Ohsaki, Hideki Tanaka, Kazuhiro Mae, and Minoru T. Miyahara
    • 学会等名
      AIChE Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco (USA)
    • 年月日
      2016-11-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microreactor Flow Synthesis of Soft MOFs with Varied Size and Adsorption Characteristics2016

    • 著者名/発表者名
      Miyuki Mori, Satoshi Watanabe, Kazuhiro Mae, and Minoru T. Miyahara
    • 学会等名
      12th Japan-Korea Symposium on Materials & Interface
    • 発表場所
      Gotemba (Japan)
    • 年月日
      2016-11-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロリアクタを用いたZIF-8微粒子合成と形成過程の熱力学的解析2016

    • 著者名/発表者名
      藤原篤史,渡邉哲,大崎修司,前一廣,宮原稔
    • 学会等名
      第67回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      北海道教育大学旭川校(旭川市)
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Metal-Organic Framework Particles with Controlled Size, Shape and Adsorption Properties2016

    • 著者名/発表者名
      Shuji Ohsaki, Satoshi Watanabe, Hideki Tanaka, Kazuhiro Mae, and Minoru T. Miyahara
    • 学会等名
      14th International Conference on Microreaction Technology
    • 発表場所
      Beijing (China)
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多孔性錯体ZIF-8の形成機構に関する熱力学的解析2016

    • 著者名/発表者名
      大崎 修司,藤原 篤史,渡邉 哲,宮原 稔
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島市)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 多孔性錯体微粒子の粒径・形状制御と形成メカニズムの解明2016

    • 著者名/発表者名
      大崎 修司,藤原 篤史,渡邉 哲,田中 秀樹,前 一廣,宮原 稔
    • 学会等名
      粉体工学会2016年度春期研究発表会
    • 発表場所
      京都リサーチパーク(京都市)
    • 年月日
      2016-05-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 多孔性錯体粒子における吸着誘起構造変化と拡散メカニズムの解明2016

    • 著者名/発表者名
      大崎修司,森本雄樹,渡邉 哲,前 一廣,宮原 稔
    • 学会等名
      化学工学会第81年会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロリアクタを用いた多孔性錯体の粒径・形状制御と形成メカニズムの解明2016

    • 著者名/発表者名
      藤原篤史, 大崎修司, 渡邉 哲, 田中秀樹, 宮原 稔
    • 学会等名
      第18回化学工学会学生発表会
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Flow Microreactor Synthesis of Soft Porous Metal-Organic Frameworks with Controlled Size and Adsorption Properties2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Watanabe, Shuji Ohsaki, Hideki Tanaka, Kazuhiro Mae, and Minoru T. Miyahara
    • 学会等名
      Western Pacific Colloids 2015
    • 発表場所
      Siem Reap, Cambodia
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microreactor flow synthesis of zeoltiic imidazolate framework particles with controlled size, shape and adsorption properties2015

    • 著者名/発表者名
      Shuji Ohsaki, Kento Takada, Satoshi Watanabe, Kazuhiro Mae, Minoru T. Miyahara
    • 学会等名
      EuroMOF 2015
    • 発表場所
      Potsdam, Germany
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microreactor flow synthesis of ZIF-8 particles with controlled size, shape and adsorption properties2015

    • 著者名/発表者名
      Shuji Ohsaki, Kento Takada, Satoshi Watanabe, Kazuhiro Mae, and Minoru T. Miyahara
    • 学会等名
      APCChE2015
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多孔性錯体ZIF-8が示す吸着誘起構造転移現象の粒径・形状依存性2015

    • 著者名/発表者名
      大崎修司,渡邉 哲,田中秀樹,前 一廣,宮原 稔
    • 学会等名
      化学工学会第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 多孔性錯体ZIF-8微粒子の粒径・形状制御と吸着特性解析2015

    • 著者名/発表者名
      大崎修司,高田健斗,渡邉 哲,田中秀樹,前 一廣,宮原 稔
    • 学会等名
      2015年度粉体工学会春期研究発表会
    • 発表場所
      連合会館(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-05-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロリアクタを用いたZIF-8粒子の粒径・形状制御と吸着特性の検討2015

    • 著者名/発表者名
      大崎 修司, 高田 健斗, 渡邉 哲, 田中 秀樹, 前 一廣, 宮原 稔
    • 学会等名
      化学工学会第80年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] レイヤー積層型多孔性配位錯体の粒径・形状制御と吸着特性の検討2015

    • 著者名/発表者名
      福田晃子,渡邉 哲,田中秀樹,前 一廣,宮原 稔
    • 学会等名
      化学工学会第80年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Flow Synthesis of Soft MOF Particles with Controlled Size and Adsorption Property via a Microreactor2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Watanabe, Akiko Fukuta, Hideki Tanaka, and Minoru T. Miyahara
    • 学会等名
      4th International Conference on Multifunctional, Hybrid, and Nanomaterials
    • 発表場所
      Sitges, Spain
    • 年月日
      2015-03-09 – 2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Microreactor flow synthesis of ZIF-8 particles with controlled size and shape2015

    • 著者名/発表者名
      Shuji Ohsaki, Kento Takada, Satoshi Watanabe, Hideki Tanaka, and Minoru T. Miyahara
    • 学会等名
      7th Biennial Australian Colloid and Interface Symposium
    • 発表場所
      Tasmania, Australia
    • 年月日
      2015-02-01 – 2015-02-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロリアクタを用いた多孔性錯体微粒子の粒径制御と吸着特性の検討2014

    • 著者名/発表者名
      福田晃子,渡邉 哲,田中秀樹,前 一廣,宮原 稔
    • 学会等名
      2014年度 粉体工学会秋期研究発表会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Free energy analysis for adsorption-induced structural transition of colloidal ZIF-8 particles2014

    • 著者名/発表者名
      Shuji Ohsaki, Satoshi Watanabe, Hideki Tanaka, and Minoru T. Miyahara
    • 学会等名
      11th Korea-Japan Symposium on Materials & Interfaces
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Microreactor Flow Synthesis of Soft Porous Crystals with Controlled Size2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Watanabe, Akiko Fukuta, Hideki Tanaka, and Minoru T. Miyahara
    • 学会等名
      MOF2014
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2014-09-28 – 2014-10-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Gate-Opening Behavior of MOFs: A molecular simulation study2014

    • 著者名/発表者名
      Hideki Tanaka, Shotaro Hiraide, Shuji Ohsaki, Satoshi Watanabe, and Minoru T. Miyahara
    • 学会等名
      MOF2014
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2014-09-28 – 2014-10-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Reorientational Transition of Linkers in ZIF-8 Induced by Ar Adsorption2014

    • 著者名/発表者名
      Shuji Ohsaki, Hideki Tanaka, Shotaro Hiraide, Daigo Yamamoto, Satoshi Watanabe, and Minoru T. Miyahara
    • 学会等名
      MOF2014
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2014-09-28 – 2014-10-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 多孔性錯体ZIF-8微粒子が示す吸着誘起構造転移の実測と分子シミュレーション解析2014

    • 著者名/発表者名
      大崎修司,高田健斗,渡邉 哲,田中秀樹,宮原 稔
    • 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
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Microreactor Flow Synthesis of Soft Porous Crystals with Controlled Size2014

    • 著者名/発表者名
      Akiko Fukuta, Satoshi Watanabe, Hideki Tanaka, and Minoru T. Miyahara
    • 学会等名
      13th International Conference on Microreaction Technology
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 多孔性錯体微粒子が示す吸着誘起構造転移現象の分子シミュレーション解析2014

    • 著者名/発表者名
      大崎修司,田中秀樹,渡邉 哲,宮原 稔
    • 学会等名
      2014年度 粉体工学会春期研究発表会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-05-29 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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