Hetero-interfacial synthesis of porous molecular nanosheets towards separation membrane

异质界面合成多孔分子纳米片用于分离膜

• 批准号: 20H02551
• 负责人: 牧浦 理恵
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University (2022-2023)Osaka Prefecture University (2020-2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02551/
• 关键词: ナノシート; 気液界面; 分離膜; 多孔性材料; ナノ材料; 表面・界面; 多孔性配位高分子; metal-organic framework; MOF; 金属錯体

高選択性・高透過性を併せ持つ分離膜の開発は、物質の分離・精製操作が必須とされる環境、エネルギー、化学工業において強く望まれている。本研究においては、究極の分離性能実現のための理想的な膜、すなわち規則ナノ細孔を有する極薄ナノシートを開発する。そのために、液相界面における特異反応場を利用して結晶性ナノシートの作製に成功してきた申請者の実績にもとづき、気相と液相（気液）などの異種相における界面反応により、構造設計性に富む有機分子をボトムアップ式に二次元に連結させ、狙いのナノ細孔構造を有する分子ナノシートを創出する。当該年度は、以下を実施した。【１．界面法における溶媒種がナノシート形態に与える影響】ナノシートの合成に用いる溶媒の種類を変えると、得られるナノシートの結合状態、結晶構造、細孔の大きさに変化はないが、ナノシートの均一性が異なることがわかった。沸点の高い溶媒を用いると、均一性が向上する傾向が見られた。【２．界面法における溶液濃度がナノシート形態に与える影響】ナノシートの合成に用いる溶液の濃度を変えると、得られるナノシートの結晶構造、細孔の大きさに変化はないが、ナノシートの膜厚が異なることがわかった。溶液濃度が高いほど、膜厚が厚くなる傾向が見られた。【３．ゲル濃度がナノシートの形態に与える影響】気体とゲルの界面を用いたナノシートの作製を行った。ゲルの濃度が高いほど、ナノシートの連続性は向上する傾向が見られた。

在材料的分离和纯化的环境，能源和化学工业中，高度期望具有高选择性和高渗透率的分离膜的发展。在这项研究中，我们为最终的分离性能开发了理想的膜，即带有有序纳米孔的超薄纳米片。 To this end, based on the applicant's track record of successfully producing crystalline nanosheets using a singular reaction field at the liquid phase interface, organic molecules with high structural design are connected in two dimensions in a bottom-up manner through interfacial reactions in different phases such as the gas phase and the liquid phase (gas-liquid), creating molecular nanosheets with the target nanopore structure.以下是在财政年度进行的。 [1。接口方法中溶剂类型对纳米片形态的影响：当更改用于合成纳米片的溶剂的类型时，可以改变所获得的纳米片的结合状态，晶体结构和孔径，但没有改变，但是纳米片的均匀性是不同的。当使用具有高沸点的溶剂时，观察到提高均匀性的趋势。 [2。溶液浓度对界面方法中纳米片形态的影响：当更改用于合成纳米片的溶液的浓度时，所获得的纳米片的晶体结构和孔径不会改变，但是纳米片的膜厚度有所不同。溶液浓度越高，观察到膜厚度越厚。 [3。凝胶浓度对纳米片形态的影响：使用气体和凝胶之间的界面制造纳米片。凝胶浓度越高，纳米片的连续性的可能性就越大。

项目成果

Air/liquid interfacial synthesis of oriented electrically conductive metal-organic framework nanosheets

定向导电金属有机骨架纳米片的气/液界面合成

• 发表时间: 2021
• 作者: Inaba Koki;Ueda Yoshihiro;Yamada Satoshi;Ogawa Shoji;Uematsu Ryosuke;Tanimoto Atsushi;Ricci Claudio;八鍬加容子;Takashi Ohata and Rie Makiura
• 通讯作者: Takashi Ohata and Rie Makiura

Highly-oriented electrically conductive MOF nanosheets utilizing liquid interfacial synthesis

利用液体界面合成的高度定向导电 MOF 纳米片

• 发表时间: 2021
• 作者: Takashi Ohata;Rie Makiura
• 通讯作者: Rie Makiura

研究室HP

实验室HP

気水界面における多孔性分子ナノシート結晶の創製

在空气-水界面创建多孔分子纳米片晶体

• 发表时间: 2020
• 作者: Maruyama Mina;Ichinose Nanami;Gao Yanlin;Liu Zheng;Kitaura Ryo;Okada Susumu;牧浦理恵
• 通讯作者: 牧浦理恵

気体/ゲル界面を用いたmetal-organic frameworkナノシートの合成：ゲルの粘度がナノシートに与える影響

利用气体/凝胶界面合成金属有机骨架纳米片：凝胶粘度对纳米片的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 松村 菜沙;牧浦 理恵
• 通讯作者: 牧浦 理恵