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2017 年度 実績報告書

細孔径と分子識別能を調整可能な新しいナノ空間の創製

研究課題

研究課題/領域番号 15H03767
研究機関信州大学

研究代表者

飯山 拓  信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (30313828)

研究分担者 内田 太郎  信州大学, 先鋭領域融合研究群環境・エネルギー材料科学研究所, 助教(特定雇用) (70581643)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード微小空間設計 / ナノ空間 / 吸着 / 分子分離 / 分子貯蔵 / イオン液体 / 機能性空間 / 機能性材料
研究実績の概要

エネルギーを消費しない効率的な分子分離法の確立が強く求められている。本研究では、イオン液体に代表される不揮発性の液体をナノ空間中に導入し、その種類及び量を変えることで、実効細孔径と特定の分子に対するポテンシャルを調整可能なナノ空間を創製することを目的としている。不揮発性物質としてイオン液体、およびパラフィンを、吸着媒にメソポーラスシリカを用い、昨年度までにほぼ合成法を確立したハイブリット体について、本年度はその吸着特性評価を行った。
イオン液体はほぼ蒸気圧を持たず、自身が種々の機能を持つことから、多孔体に新たな物性を持ち込むことが期待できる。パラフィンは長鎖炭化水素であり、調整可能な室温よりわずかに高い融点を持ち、疎水的であることから細孔径だけでなく表面改質の効果も期待される。
これまでの検討により、イオン液体、パラフィン共に多孔体への導入法を確立し、もともとの多孔体が持つ細孔容量を上限として、ほぼ自由に細孔容量を制御することが可能となった。
また、パラフィンハイブリット多孔体の有機蒸気吸着ではいくつかの特異な形状の吸着等温線が現れることを見出した。これらの試料については、さらに応用を踏まえた検討を行っていく予定である。以上から、当初の目的に沿った、順調な成果を挙げたと言える。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Mesoscopic Investigation of an “Immiscible” Cyclohexane and Water Micro-Mixture in Carbon Micropores by Contrast Variation Small-Angle Neutron Scattering2018

    • 著者名/発表者名
      Masatsugu Yoshimoto, Yukihiko Yoshida, Yohei Noda, Satoshi Koizumi, Shinichi Takata, Junichi Suzuki, Akinori Hoshikawa, Toru Ishigaki, Sumio Ozeki, Taku Iiyama
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 47 ページ: 336-339

    • DOI

      10.1246/cl.171055

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Is Physisorption Useful for Fine Pore Structure Control? Control of the Pore Structure and Properties of SBA-15 by Paraffin Physisorption2018

    • 著者名/発表者名
      Taro Uchida, Minoru Deguchi, Keisuke Asakura, Sumio Ozeki, Taku Iiyama
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 47 ページ: 27-30

    • DOI

      10.1246/cl.170873

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Partial breaking of the Coulombic ordering of ionic liquids confined in carbon nanopores2017

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Futamura, Taku Iiyama, Yuma Takasaki, Yury Gogotsi, Mark Biggs, Mathieu Salanne, Julie Segalini, Patrice Simon, Katsumi Kaneko
    • 雑誌名

      Nature Materials

      巻: 16 ページ: 1225-1232

    • DOI

      10.1038/nmat4974

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Kinetics of Interlayer Expansion of a Layered Silicate Driven by Caffeine Intercalation in the Water Phase Using Transmission X-ray Diffraction2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Okada, Takumi Yoshida, Taku Iiyama
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B

      巻: 121 ページ: 6919-6925

    • DOI

      10.2021/acs.jpcb.7b03200

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unusually Stable Plastic Crystal Phase of CCl4 Confined in Graphitic Slit-Shaped Micropores from Neutron Diffraction2017

    • 著者名/発表者名
      Masatsugu Yoshimoto, Ryusuke Futamura, Akinori Hoshikawa, Toru Ishigaki, Taro Uchida, Taku Iiyama
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46 ページ: 923-925

    • DOI

      10.1246/cl.170142

    • 査読あり
  • [学会発表] Intermolecular Structure of Binary Mixture in Confined Spaces: by XRD, ND, and RMC2017

    • 著者名/発表者名
      Taku Iiyama, Masatsugu Yoshimoto, Ryusuke Futamura, Toshiya Otomo and Sumio Ozeki
    • 学会等名
      6th Symposium on Challenges for Carbon-based Nanoporous Materials (CBNM2017)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mesoscopic Investigation to Binary Mixture of Water and Cyclohexanbe by SANS and ND2017

    • 著者名/発表者名
      Masatsugu Yoshimoto, Taku Iiyama
    • 学会等名
      6th Symposium on Challenges for Carbon-based Nanoporous Materials (CBNM2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] パラフィンの物理吸着によるSBA15の吸着特性制御2017

    • 著者名/発表者名
      出口実、内田太郎、尾関 寿美男、飯山 拓
    • 学会等名
      第31回日本吸着学会研究発表会
  • [学会発表] カーボンナノ細孔中でイオン液体が形成する“非クーロン的”構造の制約依存性2017

    • 著者名/発表者名
      二村竜祐、飯山拓、Patrice Simon、Mathieu Salanne、Mark J. Biggs、Yury Gogotsi、金子克美
    • 学会等名
      第31回日本吸着学会研究発表会
  • [学会発表] 細孔径分布を考慮した吸着アルゴンの分子間構造の検討2017

    • 著者名/発表者名
      吉元政嗣、二村竜祐、飯山拓
    • 学会等名
      第31回日本吸着学会研究発表会

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公開日: 2018-12-17  

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