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

超临界流体沉积法制备金属负载多孔配位聚合物的块体和纳米空间物理性质

• 批准号: 21H01694
• 负责人: 宇敷 育男
• 金额: $ 11.48万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01694/
• 关键词: 超臨界二酸化炭素; 溶解度; 多孔性配位高分子; 金属担持触媒; 吸着; 超臨界CO2; 金属有機構造体; PC-SAFT; バルク空間物性; ナノ空間物性; PCP; MOF

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．

Last year, 検 discussed たZIF-8(specific surface area: 2000 m2/g)に cited である 続 に, representing なPCP (porous coordination polymer) 検 a であるMOF-177(specific surface area:) 4000 m2 / g) を モ デ ル supporter (sorption tonic) と し て ナ ノ space determination of physical properties (sorption equilibrium) を し た as a result, the supercritical fluid containing leaching プ ロ セ ス に お け る モ デ ル sorption qualitative で あ る ヘ キ サ ン の は temperature sorption quantity reduce pressure raised, plus に with い す る と い う tendency が confirm さ れ, <s:1> れ ZIF-8を adsorbant と <s:1> た occasion と the same <s:1> temperature · pressure dependence であった. は こ の results, the temperature decrease, pressure raised plus に with い バ ル ク phase に お け る が raised and CO2 density し た results, PCP within the pores で ヘ キ サ ン と competition に sorption す る CO2 in が raised add す る と に at the same time, PCP fine hole の sorption phase か ら バ ル ク phase へ の の solubility of the solute が raised plus し ヘ キ サ ン が に distribution in sorption phase さ れ に く く な っ た results に 応 seaborne す る も の と solution 釈 で き る. The solubility of the における solute in で supercritical CO2 (バ <s:1> physical property in the spatial space) に て て Theory of statistical thermodynamics に base づ く, dynamic state type で あ る PC - SAFT (perturbed chain - statistical associating fluid going) に base づ く solubility calculation methods (when the グ ル ー プ に よ り open 発 済 み) を, Supercritical impregnation of プロセスにおけるモデ <s:1> solute であるサ サレ サレ トに トに is applicable to <s:1> て and た. そ の as a result, the hybrid system account を す る た め に with い る Lorentz - Berthelot combination of に お け る solvent - の heterogeneous intermolecular interaction between solute パ ラ メ ー タ ー kij を ゼ ロ と し て も, In supercritical CO2 に お け る isothermal solubility and び 圧 solubility の be 験 numerical average phase deviation seaborne を ARD25 で within % compare good に representation could で あ る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

Modeling the solubility of non-steroidal anti-inflammatory drugs (ibuprofen and ketoprofen) in supercritical CO2 using PC-SAFT

• DOI: 10.1016/j.supflu.2022.105626
• 发表时间: 2022-05-10
• 期刊: JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS
• 影响因子: 3.9
• 作者: Azim, Mahmoud Magdy;Ushiki, Ikuo;Takishima, Shigeki
• 通讯作者: Takishima, Shigeki

超臨界CO2雰囲気下におけるエステル系VOC吸着平衡の測定及びモデリング

超临界 CO2 气氛下酯基 VOC 吸附平衡的测量和建模

• 发表时间: 2022
• 作者: 松本 栄祐;宇敷 育男;木原 伸一;滝嶌 繁樹,
• 通讯作者: 滝嶌 繁樹,

超臨界流体含浸プロセスの設計へ向けたバルク及びナノ空間物性の定量的把握とモデリング

用于设计超临界流体浸渍工艺的体积和纳米空间物理特性的定量理解和建模

• 发表时间: 2021
• 作者: Eiji KAMIO;Jumpei SEGAWA;Atsushi MATSUOKA;Tomohisa YOSHIOKA;Keizo NAKAGAWA;Hideto MATSUYAMA;宇敷 育男
• 通讯作者: 宇敷 育男

A novel approach to estimate the solubilities of non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) in supercritical carbon dioxide by PC-SAFT equation of state,

一种通过 PC-SAFT 状态方程估计非甾体抗炎药 (NSAID) 在超临界二氧化碳中溶解度的新方法，

• 发表时间: 2022
• 作者: Mahmoud Magdy Azim;Ikuo Ushiki;Azusa Miyajima;Shigeki Takishima
• 通讯作者: Shigeki Takishima

Estimating the solubility of salsalate in supercritical CO2 via PC-SAFT modeling using its experimental solubility data in organic solvents

• DOI: 10.1016/j.supflu.2022.105725
• 发表时间: 2022-08-27
• 期刊: JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS
• 影响因子: 3.9
• 作者: Azim, Mahmoud Magdy;Ushiki, Ikuo;Takishima, Shigeki
• 通讯作者: Takishima, Shigeki