多孔性架橋高分子ゲルの作製とその炭素化

多孔交联聚合物凝胶的制备及其碳化

• 批准号: 10J00075
• 负责人: 長谷川 丈二
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J00075/
• 关键词: 多孔性材料; ポリマー; 炭素材料; HPLC分離担体; 電気二重層キャパシタ

相分離を伴うリビングラジカル重合により、ポリジビニルベンゼンおよびポリ(ジビニルベンゼン-スチレン)共重合体のマクロ多孔体を内径100ミクロンのキャピラリ内で合成し、これをポリマーモノリスカラムとして用い、逆相モードによる鎖長の異なるアルキルベンゼンの分離評価実験を行った。ジビニルベンゼン/スチレン比を変化させることで、架橋密度の異なるポリマーカラムを作製し、ポリマーの架橋密度が分離性能に与える影響について調べた。その結果、ジビニルベンゼン量を増加させると、モノリスカラムの保持係数が増加することが分かった。これは、架橋密度の増加により、ポリマーモノリスの比表面積が増加したためであると考えられる。また、相分離を伴うゾル-ゲル法により、レゾルシノール-ホルムアルデヒド樹脂のマクロ多孔体を合成し、さらに触媒を用いたグラファイト化により、比較的低温で多孔性グラファイトモノリスを作製することに成功した。作製したグラファイト多孔体をモノリスカラムとして用い、液体クロマトグラフィーの分離評価実験を行った。その結果、各種アルキルベンゼンにおいて、保持が確認できた。今のところ、良好な結果は得られていないが、グラファイトのモノリスカラムの報告例は世界でもほとんどなく、得られた知見は非常に意義深いものであると考えられる。さらに、架橋ポリシルセスキオキサン多孔体を熱処理することにより得られたカーボン/シリカナノ複合体からシリカを除去することで、高比表面積と階層的多孔構造を併せ持つカーボンモノリスを得ることに成功した。これをモノリス電極として用い、電気二重層キャパシタを作製し、様々な水系電解液内で容量を測定することで、マイクロ孔径と電解液中のイオンサイズが電気容量に与える影響について調べた。

Phase separation を with う リ ビ ン グ ラ ジ カ ル overlap に よ り, ポ リ ジ ビ ニ ル ベ ン ゼ ン お よ び ポ リ (ジ ビ ニ ル ベ ン ゼ ン - ス チ レ ン) weigh fit の マ ク ロ porous body を diameter 100 ミ ク ロ ン の キ ャ ピ ラ リ し で synthesis, こ れ を ポ リ マ ー モ ノ リ ス カ ラ ム と し て い, anti-phase モ ー ド に よ る lock long の different な る ア ル キ Youdaoplaceholder0 ベ ゼ ゼ ゼ ゼ を separate evaluation 価 laboratory を った. ジ ビ ニ ル ベ ン ゼ ン / ス チ レ ン than を variations change さ せ る こ と で, the density of bridging の different な る ポ リ マ ー カ ラ ム を as し, ポ リ マ ー の bridge density に が separation performance and え る influence に つ い て adjustable べ た. そ の results, ジ ビ ニ ル ベ ン ゼ ン in を raised add さ せ る と, モ ノ リ ス カ ラ ム の keep coefficient が raised plus す る こ と が points か っ た. <s:1> れ, the increase of bridge density <s:1> によ れ, the increase of ポリ モノリス モノリス <s:1> specific surface area が たためであると is taken into account in えられる. ま た and phase separation を う ゾ ル - ゲ ル method に よ り, レ ゾ ル シ ノ ー ル - ホ ル ム ア ル デ ヒ ド resin の マ ク ロ porous body を synthetic し, さ ら に catalyst を with い た グ ラ フ ァ イ ト change に よ り, comparison of low-temperature で porous グ ラ フ ァ イ ト モ ノ リ ス を cropping す る こ と に successful し た. Cropping し た グ ラ フ ァ イ ト porous body を モ ノ リ ス カ ラ ム と し て in い, liquid ク ロ マ ト グ ラ フ ィ ー の separation review 価 be 験 を line っ た. そ の results, all kinds of ア ル キ ル ベ ン ゼ ン に お い て, keep が confirm で き た. Today の と こ ろ, the result of good な は ら れ て い な い が, グ ラ フ ァ イ ト の モ ノ リ ス カ ラ ム の report cases は world で も ほ と ん ど な く, ら れ た knowledge は very に meaning deep い も の で あ る と exam え ら れ る. さ ら に, bridging ポ リ シ ル セ ス キ オ キ サ ン porous body heat を 処 Richard す る こ と に よ り have ら れ た カ ー ボ ン / シ リ カ ナ ノ complex か ら シ リ カ を remove す る こ と で を porous structure and high specific surface area と class せ hold つ カ ー ボ ン モ ノ リ ス を have る こ と に successful し た. こ れ を モ ノ リ ス electrode と し て い, electric double layer キ 気 ャ パ シ タ し, others in the を cropping 々 な drainage in electrolyte で capacity determination of を す る こ と で, マ イ ク ロ aperture と の in electrolyte イ オ ン サ イ ズ が に 気 capacity and え る influence に つ い て adjustable べ た.

项目成果

Monolithic electrode for electric double-layer capacitors based on macro/meso/microporous S-Containing activated carbon with high surface area

• DOI: 10.1039/c0jm03793a
• 发表时间: 2011-01-01
• 期刊: JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY
• 作者: Hasegawa, George;Aoki, Mami;Tadanaga, Kiyoharu
• 通讯作者: Tadanaga, Kiyoharu

Fabrication of Hierarchically Porous TiO2 Monoliths for HPLC Columns

用于 HPLC 柱的分级多孔 TiO2 整体材料的制造

• 发表时间: 2011
• 作者: 長谷川丈二;森里恵;金森主祥;中西和樹
• 通讯作者: 中西和樹

Fabrication of macroporous SiC monoliths from bridged polysilsesquioxanes through carbothermal reduction

通过碳热还原从桥联聚倍半硅氧烷制备大孔 SiC 整体材料

• 发表时间: 2010
• 作者: Takuya Hashimoto;Kazuhiro Fukumoto;Naoyuki Abe;Kazuki Sakata;Keiji Maruoka;長谷川丈二
• 通讯作者: 長谷川丈二

Hierarchically porous carbon monoliths with high surface area from bridged poly(silsesquioxane)s without thermal activation process

无需热活化过程，由桥联聚倍半硅氧烷制成的具有高表面积的分级多孔碳整料

• DOI: 10.1088/1757-899x/18/3/032005
• 发表时间: 2011
• 期刊: IOP Conference Series : Materials Science and Engineering
• 作者: 長谷川丈二;金森主祥;中西和樹;花田禎一
• 通讯作者: 花田禎一

Macroporous carbon monoliths with large surface area for electric double layer capacitor

用于双电层电容器的大表面积大孔碳块

• 发表时间: 2010
• 期刊: Materials Research Society Symposium Proceedings
• 作者: 長谷川丈二;青木万実;金森主祥;中西和樹;花田禎一;忠永清治
• 通讯作者: 忠永清治