Aggregate Formation of Soft Porous Materials Using Fine Particles Adhesion

利用细颗粒粘附作用形成软多孔材料的聚集体

• 批准号: 22K14530
• 负责人: 大崎 修司
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14530/
• 关键词: ソフト多孔性結晶; ZIF-8; 圧力スイング造粒; 多孔性配位錯体; Metal-Organic Framework; 凝集体構造制御

ソフト多孔性結晶(SPC)は構造転移(体積膨張)を伴い吸着量がステップ状に増加する特異な吸着挙動を発現するため様々な応用が期待されている。しかし，合成される材料は微粒子であるためハンドリング性が悪く，それが開発・実用化の発展を妨げている。本研究では，微粒子であるゆえの付着凝集性を活かし，特異的吸着挙動を維持しながら凝集体を形成することで，従来までの課題を解決する。具体的に，まずバインダーレス造粒が可能な小型圧力スイング装置を開発し，造粒条件が凝集体構造と吸着性能に及ぼす影響解析(実験的検討)を行う。さらに，数値流体計算と離散要素法をカップリングさせたモデルを用いた凝集体形成過程の数値解析(理論的検討)も組み合わせることで，凝集体形成過程の支配因子を明らかにし，SPC凝集体の構造制御手法を提案する。2022年度の研究実績は以下の通りである。1. SPC粒子の検討に先立って，モデル粒子として炭酸カルシウム粒子を用いた圧力スイング造粒を試みた。圧力スイング造粒法における操作条件は，粒子量，上下方向それぞれの圧縮ガス量，流動化/圧密時間・回数と多岐に渡るため，操作条件が炭酸カルシウム粒子の造粒に与える影響を検討した。その結果，圧縮ガス量と流動化/圧密回数が鍵因子であることを明らかにした。また，ごく少量の結合剤を使用することで強度の高い造粒体が得られることを見出した。2. ZIF-8（Zeolitic Imidazolate Framework-8）を対象とした圧力スイング造粒に向けた基礎検討を進めた。ZIF-8粒子は一度に数10g程度しか合成できないため，少量での圧力スイング造粒を行う必要がある。そのために必要な小型の造粒機をダルトン(株)と共同して設計し，2023年度に導入予定である。

The porous crystal (SPC) is used to create a mass transfer (bulk dilatation) with the absorption capacity of the bulk to increase the absorption capacity. In this paper, the microparticles of the synthetic materials are prepared, and the chemical properties of the materials are analyzed in this paper. In this study, the microparticles are responsible for the agglutination activity, and the special suction activity is used to maintain the coagulation collective to form a complex, and to solve the problem. For specific reasons, it is possible to operate a small mechanical device for granulation, and the granulation conditions affect the adsorption performance and the analysis of the effect of the particle size. The method of fluid calculation is used to analyze the process of the formation of the condensate (theoretical theory). The condensate forms the controlling factor of the process, and the SPC condensate makes a proposal to control the process. In the year 2022, we will study the following general information. 1. The SPC particles will be made first, and the carbonic acid particles will be used in the granulation test. The operating conditions, the amount of particles, the amount of particles in the upper and lower directions, the number of flow

项目成果

Control of Aggregate Structure of Flexible MOF Granules and its Adsorption Properties

柔性MOF颗粒聚集结构的控制及其吸附性能

• 发表时间: 2022
• 作者: Shuji Ohsaki;Akito Teranishi;Hideya Nakamura;Satoru Watano
• 通讯作者: Satoru Watano