構造柔軟性ナノ細孔体による選択的気体分離

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19350100
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 加納 博文 千葉大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60334166)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 多孔体

研究概要

ゲート現象を示す構造柔軟性ナノ細孔体である[Cu(bpy)_2(BF_4)_2](LPC)をもとに、金属イオン、配位子、対イオンの組み合わせを変えて、ゲート現象を示す新たな細孔性配位高分子錯体(PCP)を創製した。これらの結晶構造は2次元格子が単位となる層が積み重なり、気体の圧力に応じて層間を変化させる柔軟な構造を有することを明らかにした。組み合わせの異なるPCPはN_2やCO_2の異なる吸着挙動を示し、系統的にまとめることができた。また、LPCの耐湿性や耐熱性およびカラム実験によるCO_2分離性を調べ、実用的観点から重要なデータを得ることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Equilibration-time and pore-width dependent hysteresis of water adsorption isotherm on hydrophobic microporous carbons (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Nakamura, T. Ohba, P. Branton, H. Kanoh, K. Kaneko
  • 雑誌名: Carbon 48 ページ: 305-312
• [雑誌論文] Physico-Chemical Properties of Iodine-Adsorbed Single-Walled Carbon Nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: C. Hayakawa, K. Urita, T. Ohba, H. Kanoh, K. Kaneko
  • 雑誌名: Langmuir 25 ページ: 1795-1799
• [雑誌論文] Reversible Structural Change of Cu-MOF on Exposure to Water and its CO_2 Adsorptivity (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Cheng, A. Kondo, H. Noguchi, H. Kajiro, K. Urita, T. Ohba, K. Kaneko, H. Kanoh
  • 雑誌名: Langmuir 25 ページ: 4510-4513
• [雑誌論文] Synthesis of nanoporous graphite-derived carbon/TiO_2-SiO_2 composites by a mechanochemical intercalation method (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.-H. Chu, M. Yamagishi, Z.-M. Wang, H. Kanoh, T. Hirotsu
  • 雑誌名: Microporous Mesoporous Mater. 118 ページ: 496-502
• [雑誌論文] Elastic Layer-structured metal organic frameworks (ELMs) (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kanoh, A. Kondo, H. Noguchi, H. Kajiro, A. Tohdoh, Y. Hattori, W.-C. Xu, M. Inoue, T. Sugiura, K. Morita, H. Tanaka, T. Ohba, K. Kaneko
  • 雑誌名: J.Colloid Interface Sci. 334 ページ: 1-7
• [雑誌論文] Metal Ion-Dependent Gas Sorptivity of Elastic Layer-Structured MOFs (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Kondo, A. Chinen, H. Kajiro, T. Nakagawa, K. Kato, M. Takata, Y. Hattori, F. Okino, T. Ohba, K. Kaneko, H. Kanoh
  • 雑誌名: Chem.Eur.J. 15 ページ: 7549-7553
• [雑誌論文] Quantum Effects on Hydrogen Isotopes Adsorption in Nanopores (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Tanaka, D. Noguchi, A. Yuzawa, T. Kodaira, H. Kanoh, K. Kaneko
  • 雑誌名: J.Low.Temp.Phys. 157 ページ: 352-373
• [雑誌論文] Enhanced Hydrogen Adsorptivity of Single-Wall Carbon Nanotube Bundles by One-Step C60-Pillaring (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Arai, S. Utsumi, M. Kanamaru, K. Urita, T. Fujimori, N. Yoshizawa, D. Noguchi, K. Nishiyama, Y. Hattori, F. Okino, T. Ohba, H. Tanaka, H. Kanoh, K. Kaneko
  • 雑誌名: Method Nano Lett. 9 ページ: 3694-3698
• [雑誌論文] Unique Hydrogen-Bonded Structure of Water around Ca Ions Confined in Carbon Slit Pores (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Ohba, N. Kojima, H. Kanoh, K. Kaneko
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 113 ページ: 12622-12624
• [雑誌論文] Coordinated NH_3-Removal-Induced Hydrogen Adsorption of Cu-Complex Crystals (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Kondo, H. Noguchi, H. Kajiro, T. Ohba, K. Kaneko, H. Kanoh
  • 雑誌名: Langmuir 24 ページ: 170-174
• [雑誌論文] Organic-inorganic hybrid polymer-encapsulated magnetic nanobead catalysts (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Arai, T. Sato, H. Kanoh, K. Kaneko, K. Oguma, A. Yanagisawa
  • 雑誌名: Chem.Eur.J. 14 ページ: 882-885
• [雑誌論文] Catalytic activities of Pd-tailored single wall carbon nanohorns (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Itoh, H. Danjo, W. Sasaki, K. Urita, E. Bekyarova, M. Arai, T. Imamoto, M. Yudasaka, S. Iijima, H. Kanoh, K. Kaneko
  • 雑誌名: Carbon 46 ページ: 172-175
• [雑誌論文] Nanoporosities and catalytic activities of Pd-tailored single wall carbon nanohorns (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Itoh, K. Urita, E. Bekyarova, M. Arai, M. Yudasaka, S. Iijima, T. Ohba, K. Kaneko, H. Kanoh
  • 雑誌名: J.Colloid Interface Sci. 322 ページ: 209-214
• [雑誌論文] Comparative examination of titania nanocrystals synthesized by peroxo titanic acid approach from different precursors (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.-J. Liu, M. Aizawa, Z.-M. Wang, H. Hatori, N. Uekawa, H. Kanoh
  • 雑誌名: J.Colloid Interface Sci. 322 ページ: 497-504
• [雑誌論文] Fine Nanostructure Analysis of Single-Wall Carbon Nanohorns by Surface-Enhanced Raman Scattering (2008)
  • 著者名/発表者名: Fujimori, T.; Urita, K.; Aoki, Y.; Kanoh, H.; Ohba, T.; Yudasaka, M.; Iijima, S.; Kaneko, K.
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 112 ページ: 7552-7556
• [雑誌論文] Quantum Sieving Effect of Three-Dimensional Cu-Based Organic Framework for H_2 and D_2 (2008)
  • 著者名/発表者名: Noguchi, D.; Tanaka, H.; Kondo, A.;Kajiro, H.; Noguchi, H.; Ohba, T.; Kanoh, H.; Kaneko, K.
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 130 ページ: 6367-6372
• [雑誌論文] Mechanochemically induced sp3-bond-associated reconstruction of single-wall carbon nanohorns (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Urita, S. Seki, H. Tsuchiya, H. Honda, S. Utsumi, C. Hayakawa, H. Kanoh, T. Ohba, H. Tanaka, M. Yudasaka, S. Iijima, K. Kaneko
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 112 ページ: 8759-8762
• [雑誌論文] High capacitance carbon-based xerogel film produced without critical drying (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Tao, M. Endo, R. Ohsawa, H. Kanoh, K. Kaneko
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 93 ページ: 193112
• [雑誌論文] Mesoporous Ni-Fe Alloys (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Okuno, Y. Hattori, T. Ohba, K. Kaneko, H. Kanoh
  • 雑誌名: Ads.Sci.Technol. 26 ページ: 581-588
• [雑誌論文] Clathrate Formation Mechanism of Supercritical Hydrogen Adsorption on Copper (II) Benzoate Pyrazine (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Goto, M.; Furukawa, M.; Miyamoto, J.; Kanoh, H.; Kaneko, K.
  • 雑誌名: Langmuir 23 ページ: 5264-5266
• [雑誌論文] Magnetism of Organic Radical Molecules Confined in Nanospace of Single-Wall Carbon Nanohorn (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Matsumura, H. Tanaka, K. Kaneko, M. Yudasaka, S. Iijima, H. Kanoh
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 111 ページ: 10213-10216
• [雑誌論文] Conductive and Mesoporous Single-Wall Carbon Nanohorn/Organic Aerogel Composites (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Tao, D. Noguchi, C.-M. Yang, H. Kanoh, H. Tanaka, M. Yudasaka, S. Iijima, K. Kaneko
  • 雑誌名: Langmuir 23 ページ: 9155-9157
• [雑誌論文] Double-Step Gas Sorption of a Two-Dimensional Metal-Organic Framework (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Kondo, H. Noguchi, L. Carlucci, D. M. Proserpio, G. Ciani, H. Kajiro, T. Ohba, H. Kanoh, K. Kaneko
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 129 ページ: 12362-12363
• [雑誌論文] Adsorption of water on three-dimensional pillared-layer metal organic frameworks (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Kondo, T. Daimaru, H. Noguchi, T. Ohba, K. Kaneko, H. Kanoh
  • 雑誌名: J.Colloid Interface Sci. 314 ページ: 422-426
• [学会発表] 柔軟性配位高分子錯体 (ELM) のクラスレート生成に伴う二酸化炭素吸着速度解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 近藤篤, 他
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学、東大阪市
  • 年月日: 20100326-20100329
• [学会発表] 二次元積層錯体のゲート現象の制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上代洋, 他
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学、東大阪市
  • 年月日: 20100326-20100329
• [学会発表] 柔軟性Ni高分子錯体の特異的ガス吸着性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加納博文, 他
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学、東大阪市
  • 年月日: 20100326-20100329
• [学会発表] 化学架橋による有機無機ハイブリッド 錯体の高次集合体化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本多高士, 他
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学、東大阪市
  • 年月日: 20100326-20100329
• [学会発表] カーボンナノケージ中での細孔性配位高分子の生成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤島葉子, 他
  • 学会等名: 第36回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 仙台市戦災復興記念館
  • 年月日: 20091201-20091203
• [学会発表] 有機-無機ハイブリッドナノ細孔体による二酸化炭素分離 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宋馳, 他
  • 学会等名: 第23回日本吸着学会研究発表会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学、豊橋市
  • 年月日: 20091127-20091128
• [学会発表] Elastic Layer-structured MOFs (ELMs) の多様なゲート現象 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加納博文, 他
  • 学会等名: 第23回日本吸着学会研究発表会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学、豊橋市
  • 年月日: 20091127-20091128
• [学会発表] A Novel Flexible Nanoporous Cu-MOF and its CO_2 (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Cheng, et al.
  • 学会等名: Adsorption Property
  • 発表場所: Rome, Italy
  • 年月日: 20091019-20091022
• [学会発表] Elastic Layer-structured MOF (ELM) のゲート現象に及ぼす溶媒処理効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加納博文, 他
  • 学会等名: 第62回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 岡山理科大学、岡山市
  • 年月日: 20090917-20090919
• [学会発表] Changes In Dimensional Structures of a Co-MOF System (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kanoh, et al.
  • 学会等名: The Joint 13th IACIS International Conference on Surface and Colloid Science
  • 発表場所: コロンビア大学、New York, USA
  • 年月日: 20090614-20090619
• [学会発表] Gas Sorption Properties of Elastic Layer-structured MOFs (ELMs) (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kanoh, et al.
  • 学会等名: 15th International Symposium on Intercalation Compounds (ISIC15)
  • 発表場所: 清華大学、中国北京
  • 年月日: 20090510-20090514
• [学会発表] コバルト配位高分子の階層的次元構造の変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加納博文, 他
  • 学会等名: 日本化学会第89回春季年会
  • 発表場所: 日本大学 船橋
  • 年月日: 20090327-20090330
• [学会発表] Solvent-substituted dehydration and the induced shift of CO_2 gate adsorption of a Cu-MOF (2009)
  • 著者名/発表者名: チェンェン, 他
  • 学会等名: 日本化学会第89回春季年会
  • 発表場所: 日本大学 船橋
  • 年月日: 20090327-20090330
• [学会発表] 異なる次元性を有する配位高分子錯体のガス吸着特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 近藤篤, 他
  • 学会等名: 日本化学会第89回春季年会
  • 発表場所: 日本大学 船橋
  • 年月日: 20090327-20090330
• [学会発表] Pd/Niナノメタル担持単層カーボンナノホーンを用いるメタン分解触媒 (2008)
  • 著者名/発表者名: 加納博文, 他
  • 学会等名: 第35回 炭素材料学会年会
  • 発表場所: 筑波大学 つくば
  • 年月日: 20081203-20081206
• [学会発表] カーボンナノケージ中での細孔性配位高分子の成長 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤島葉子, 他
  • 学会等名: 第22回日本吸着学会研究発表会
  • 発表場所: 九州大学 福岡
  • 年月日: 20081024-20081025
• [学会発表] 分子オーダーの結晶性1次元細孔への吸着現象 (2008)
  • 著者名/発表者名: 加納博文, 他
  • 学会等名: 第22回日本吸着学会研究発表会
  • 発表場所: 九州大学 福岡
  • 年月日: 20081024-20081025
• [学会発表] Co系MOFの次元構造変化におけるダイナミクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 加納博文, 他
  • 学会等名: 第61回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 九州大学福岡
  • 年月日: 20080907-20080909
• [学会発表] Clathrate Formations of Metal Organic Frameworks by Expansive Modulation (2008)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Kanoh, et al.
  • 学会等名: Symposium on Future Challenges for Carbon-Based Nanooprous Materials
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 20080711-20080712
• [学会発表] Effects of Rehydration on the Structure and Gas Adsorptivity of a Cu-MOF (2008)
  • 著者名/発表者名: Yan Cheng, et al.
  • 学会等名: Symposium on Future Challenges for Carbon-Based Nanooprous Materials
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 20080711-20080712
• [学会発表] Framework Dimensionality-dependent Gas Adsorption Properties of Flexible Porous Coordination Polymers, Symposium on Future Challenges for Carbon-Based Nanoporous Materials (2008)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kondo, et al.
  • 学会等名: Symposium On Future Challenges for Carbon-Based Nanooprous Materials
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 20080711-20080712
• [学会発表] Structural Characterization of A Two-Dimensional Metal-Organic Framework indicating Stepwise Gas Adsorption properties (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Kondo, et al.
  • 学会等名: 8^<th> International Symposium on the Characterisation of Porous Solids (COPS8)
  • 発表場所: Univ. Edinburgh, UK
  • 年月日: 20080610-20080613
• [学会発表] Cooperative Gas Sorption of a 2-dimensional Cu-organic framework (2008)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Kanoh, et al.
  • 学会等名: 8^<th> International Symposium on the Characterisation of Porous Solids (COPS8)
  • 発表場所: Univ. Edinburgh, UK
  • 年月日: 20080610-20080613
• [学会発表] CH_4 Storage and CO_2 Separation through Expansive Modulation of a Porous Coordination Polymer (2008)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Kanoh, et al.
  • 学会等名: 5th International Conference Interfaces Against Pollution 2008
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 20080601-20080604
• [学会発表] The Change of morphology and CO_2 adsorptivity of a Cu-MOF on Rehydration (2008)
  • 著者名/発表者名: Yan Cheng, et al.
  • 学会等名: 5th International Conference Interfaces Against Pollution 2008
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 20080601-20080604
• [学会発表] 柔軟性配位高分子錯体の構造とガス吸着特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 近藤篤, 他
  • 学会等名: 日本化学会第88回春季年会
  • 発表場所: 立教大学、池袋
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] ゲート吸着能を示す新規コバルト細孔体, 柔軟性配位高分子錯体の構造とガス吸着特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中川智洋, 他
  • 学会等名: 日本化学会第88回春季年会
  • 発表場所: 立教大学、池袋
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] 新規2次元コバルト配位高分子の2段階分子吸着挙動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 知念亜矢子, 他
  • 学会等名: 日本化学会第88回春季年会
  • 発表場所: 立教大学、池袋
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] ゲート現象による効率的気体分離・貯蔵 (2007)
  • 著者名/発表者名: 野口浩志, 他
  • 学会等名: 第21回日本吸着学会研究発表会
  • 発表場所: 東京大学 駒場
  • 年月日: 2007-09-28
• [学会発表] ゲート吸着機能性がある新規Co高分子錯体結晶 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中川智洋, 他
  • 学会等名: 第21回日本吸着学会研究発表会
  • 発表場所: 東京大学 駒場
  • 年月日: 2007-09-27
• [学会発表] 配位高分子の協同的気体吸収現象 (2007)
  • 著者名/発表者名: 加納博文, 他
  • 学会等名: 第60回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 信州大学松本市
  • 年月日: 2007-09-20
• [学会発表] Antiferromagnetic One-Dimensional O_2 Arrays on Groove Sites of DWCNT (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Matsumura, H. Tanaka, T. Ohba, M. Endo, K. Kaneko, H. Kanoh
  • 学会等名: NanoteC07 : International Conference on carbon nanoscience and nanotechnology
  • 発表場所: Brighton, UK
  • 年月日: 2007-09-01
• [学会発表] Gas Sorption of a Future Foreseeing Two Dimensional Metal-Organic Framework Exhibiting Explicit Multi-Sorption Jump (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Kondo, H. Noguchi, L. Carlucci, D. M. Proserpio, G. Ciani, H. Kajiro, H. Kanoh, K. Kaneko
  • 学会等名: the 9^<th> International Conference on Fundamentals of Adsorption (FOA9)
  • 発表場所: Giardini Naxos, Sicily, Italy
  • 年月日: 2007-05-21
• [学会発表] Magnetism and Structures of One-dimensional Arrays of Oxygen Molecules Confined in Nanospaces (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Kanoh, T. Matsumura, H. Li, H. Noguchi, H. Tanaka, Y. Fujiyama, A. Tohdoh, T. Ohba, T. Kodaira, K. Kaneko
  • 学会等名: the 9^<th> International Conference on Fundamentals of Adsorption (FOA9)
  • 発表場所: Giardini Naxos, Sicily, Italy
  • 年月日: 2007-05-20
• [学会発表] Formation of Specific Crystal Structures by Quasi-high Pressure Effect in Nanospaces (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Urita, Y. Shiga, Y. Hattori, T. Ohba, H. Kanoh, K. Kaneko
  • 学会等名: the 9^<th> International Conference on Fundamentals of Adsorption (FOA9)
  • 発表場所: Giardini Naxos, Sicily, Italy
  • 年月日: 2007-05-20
• [図書] 吸着技術の産業応用ハンドブック (2009)
  • 著者名/発表者名: 加納博文
  • 出版者: リアライズ理工センター
• [図書] 配位空間の化学-最新技術と応用- (2009)
  • 著者名/発表者名: 近藤篤, 加納博文
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 炭素材料の新展開 (2007)
  • 著者名/発表者名: 加納博文, 金子克美
  • 出版者: 学振第117委員会
• [図書] ナノカーボンハンドブック (2007)
  • 著者名/発表者名: 加納博文, 金子克美
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://pchem2.s.chiba-u.ac.jp/jpn/index.html
• [産業財産権] メソ細孔性ゼオライトの合成方法 (2008)
  • 発明者名: 陶有勝, 加納博文, 金子克美
  • 権利者名: 国立大学法人千葉大学
  • 産業財産権番号: 特許権特許第4134031号
  • 取得年月日: 2008-06-06