Construction of Unique Nanospace Based on Organic Porous Materials and Functional Exploration of CO2 Separation and Storage

基于有机多孔材料的独特纳米空间构建及CO2分离与封存功能探索

• 批准号: 17H01218
• 负责人: 江 東林
• 金额: $ 27.87万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-01 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H01218/
• 关键词: 共有結合性有機骨格構造; 構造設計; 多孔性; 骨格制御; 細孔容量; 二酸化炭素吸蔵; 有機多孔材料; ナノ細孔; 細孔設計; 二酸化炭素分離回収

本年度は多孔性高分子を対象に、骨格及び細孔をテーラーメードでつくることを念頭に、分子設計指針を確立することを目指した。具体的に、二酸化炭素を吸蔵するため、どのような骨格構造が必要かについて検討した。そのため、二酸化炭素と相互作用を有するトリフェニルアミンをビルディングブロックとして用いて、重縮合反応を行い、一連のトリフェニルアミン含量が異なる結晶性有機多孔骨格構造体を構築した。結晶構造はx線構造解析と大規模計算による構造シミュレーションを用いて同定した。窒素ガスを用いて等温吸着曲線を測定した。これらのデータに基づいて、表面積、多孔容積および細孔サイズを算出した。さらに、二酸化炭素の吸着特性について検討し、構造との関連について考察した。トリフェニルアミンユニットの含量が増えるに連れて、二酸化炭素の吸着量も次第に増大したことを見い出した。個々のトリフェニルアミンユニットでは二酸化炭素との相互作用が限られているが、結晶性有機多孔骨格構造体ではトリフェニルアミンユニットが高密度で配列されているため、集合的な相互作用が生まれ，二酸化炭素の吸着量を３倍も向上できることを突き止めた。このことから、トリフェニルアミンユニットが極めて有効であることを示した。さらに、細孔容積との相関を検討した。そに結果、細孔容積が大きくになるにつれて、二酸化炭素の吸蔵量が向上することを示唆した。すなわち、二酸化炭素の吸蔵は骨格構造に左右され、また細孔容積にも大きく影響されることを明らかにした。

This year, porous polymers have been identified as having high molecular weight and low molecular weight. Specific carbon absorption, carbon dioxide absorption The structure of crystalline organic porous skeleton structure is constructed by the interaction of carbon and diacid. X-ray structural analysis and large-scale calculation of crystal structure The absorption isotherm curve was determined. The calculation of surface area, porous capacity and pore size The adsorption characteristics of carbon and diacid are investigated in detail. The content of carbon dioxide increased gradually, and the adsorption amount of diacidified carbon increased gradually. The interaction between diacidified carbon and crystalline organic porous lattice structure is limited by the interaction between diacidified carbon and crystalline organic porous lattice structure, and the adsorption capacity of diacidified carbon is 3 times higher than that of crystalline organic porous lattice structure. This is the first time that I've seen you. The correlation between pore size and pore size is discussed. As a result, the pore capacity is increased, and the absorption of diacidified carbon is increased. The absorption of carbon dioxide and carbon dioxide is affected by the structure of the lattice and the pore volume.

项目成果

Leipzig University(ドイツ)

莱比锡大学（德国）

Nottingham Trent University(英国)

诺丁汉特伦特大学（英国）

A backbone design principle for covalent organic frameworks: the impact of weakly interacting units on CO2 adsorption.

• DOI: 10.1039/c7cc01921a
• 发表时间: 2017-04
• 期刊: Chemical communications
• 影响因子: 4.9
• 作者: Lipeng Zhai;Ning Huang;Hong Xu;Qiuhong Chen;D. Jiang

Ionic Covalent Organic Frameworks: Design of a Charged Interface Aligned on 1D Channel Walls and Its Unusual Electrostatic Functions

• DOI: 10.1002/anie.201611542
• 发表时间: 2017-04-24
• 期刊: ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
• 影响因子: 16.6
• 作者: Huang, Ning;Wang, Ping;Jiang, Donglin
• 通讯作者: Jiang, Donglin