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Elucidation of novel states of adsorbed molecules in nanospaces at high temperature and high pressure

阐明高温高压纳米空间中吸附分子的新状态

基本信息

批准号：
21K04977
负责人：
飯山拓
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

物理吸着現象の機構解明は多孔体を用いた有害物質除去、エネルギー分子の貯蔵等の応用のために重要である。特に、室温を超える温度での物理吸着現象の機構解明は、吸着量が少なく、実験的に困難であることからほとんど進んでいない。本研究では、高温・高圧対応の in situ 測定セルを開発し、申請者らがこれまで行ってきたX線による微小空間中の分子のミクロ・メソスコピックな検討を高温領域に拡張する。室温から臨界温度に至る温度領域では、その吸着機構が変化することが予想される。申請者がこれまでに培った技術を組み合わせながら、高温における特異な物理吸着現象の探索および機構解明を行う。対象とする分子は多孔性物質の基礎的な解析に用いられる窒素、アルゴン分子、除去・濃縮が強く求められている二酸化炭素分子に加え、分子間力が強く、高温状態での吸着状態解明が必要な水分子、さらにはアルコール分子や炭化水素分子を含める。装置としては高温・高圧対応のin situ測定セルに加え、吸着状態の温度・圧力・吸着量を能動的に制御するためのシステム開発を行う。令和4年度は、高圧高温対応セルの動作確認、改良を進めるとともに、対象のひとつである水分子について、室温～低温領域での細孔内構造解析を行った。また吸着状態の温度・圧力・吸着量を能動的に制御するためのシステム開発を進めた。前年度製作した高圧高温対応の試作セルは動作確認を進め、温度領域を高温側へと広げることができた。また、細孔内の水分子の構造の温度依存性について、定量的な解析を進めることができた。

The explanation of the mechanism of the physical adsorption phenomenon is important in the removal of harmful substances in porous bodies and the storage of molecules such as porous bodies. Special features: room temperature, super temperature, physical adsorption phenomenon, mechanism explanation, adsorption capacity, adsorption capacity, and difficulty in adsorption. This study uses high temperature and high pressure in situ Measurement of セルを开発し, applicant らがこれまで行ってきたX-ray による micro-vacuum The molecule in the middle is a high-temperature field. The room temperature is the critical temperature and the temperature range is the same, and the adsorption mechanism is the same as the change of the temperature. Applicant: がこれまでにtraining technology team み合わせながら, high temperature におけるSpecial physical adsorption phenomenon Exploration および organization explanation を行う. Analyzing the basics of porous materials using いられるsulfin and アルゴン molecules, removing and concentrating がstrongくめられている carbonic acid The molecules are strong, the intermolecular force is strong, the high temperature state is the adsorption state, the water molecules are necessary to understand, the water molecules are carbonized, and the water molecules are carbonized. The device is a high-temperature and high-pressure in-situ measurement device that measures the temperature, pressure, and adsorption capacity of the adsorption state. In the 4th year of Reiwa, the operation of high-pressure and high-temperature insulators has been confirmed and improved.ひとつであるWater molecules について, pore internal structure analysis を行った from room temperature to low temperature range. The temperature, pressure, and amount of adsorption in the adsorption state can be controlled by controlling the temperature, pressure, and amount of adsorption. The high-voltage and high-temperature test prototype was produced in the previous year and the action confirmation was entered and the temperature range was high-temperature side.また、The temperature dependence of the structure of water molecules in the pores について、Quantitative なanalytics をめることができた.