Physical properties in the bulk and nano spaces for preparing metal-supported porous coordination polymers using supercritical fluid deposition method

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昨年度検討したZIF-8(比表面積：2000 m2/g)に引き続き，代表的なPCP（多孔性配位高分子）の一種であるMOF-177(比表面積：4000 m2/g)をモデル担体(吸着剤)としてナノ空間物性（吸着平衡）を測定した結果，超臨界含浸プロセスにおけるモデル吸着質であるヘキサンの吸着量は温度減少・圧力増加に伴い減少するという傾向が確認され，これはZIF-8を吸着剤とした場合と同様の温度・圧力依存性であった．この結果は，温度減少，圧力増加に伴いバルク相におけるCO2密度が増加した結果，PCP細孔内でヘキサンと競争的に吸着するCO2量が増加すると同時に，PCP細孔内の吸着相からバルク相への溶質の溶解性が増加しヘキサンが吸着相内に分配されにくくなった結果に対応するものと解釈できる．一方で超臨界CO2中における溶質溶解度（バルク空間物性）については，統計熱力学に基づく摂動論型状態式であるPC-SAFT(perturbed chain-statistical associating fluid theory)に基づく溶解度推算手法（当研究グループにより開発済み）を，超臨界含浸プロセスにおけるモデル溶質であるサルサレートに対して適用した．その結果，混合系を記述するために用いるLorentz-Berthelot結合則中における溶媒-溶質間の異種分子間相互作用パラメーターkijをゼロとしても，超臨界CO2中における等温溶解度及び等圧溶解度の実験値を平均相対偏差ARD25%以内で比較的良好に再現可能であることを明らかにした．