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細孔構造、微細構造制御による規則性メソポーラスカーボンの高機能化

通过控制孔结构和微观结构提高规则介孔碳的功能

基本信息

批准号：
14J01411
负责人：
三留敬人
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、界面活性剤が形成するミセルを鋳型とする有機鋳型法を利用して、メソポーラスカーボンの細孔径制御に取り組んだ。まず、「有機鋳型法」と「溶媒揮発法」を組み合わせ、ミセル相から逆ミセル相への相転移を利用し、細孔径、細孔構造の制御に取り組んだ。この合成では、炭素源となるレゾルシノール-ホルムアルデヒドと、有機鋳型剤となるPluronic F127(poly-(ethylene oxide)106-poly(propylene oxide)70-poly(ethylene oxide)106，PEO106-PPO70-PEO106) をエタノール/水混合溶媒中に溶解させ均一溶液を調製し、この溶媒を揮発させることで有機複合体を調製した。この際、溶媒として用いる水/エタノールの組成を変更して合成した。得られた有機複合体を炭化することで、細孔径を6.8nmから56nmへと幅広い範囲で変化させることに成功した。電子顕微鏡観察の結果、細孔構造が「カーボンが連結した構造」から「細孔が連結した構造」へと変化していることが分かった。この結果から、ミセル構造が逆ミセル相へと変化していると結論づけた。また、上述の合成法で得られた有機複合体に対して水酸化カリウム処理を行う「直接賦活法」に関する研究に取り組んだ。有機複合体に対する水酸化カリウム量を変更して合成を行った。結果、一定量以上の水酸化カリウムを用いた場合、これまで合成が困難であった2nm程度の細孔径を持つナノポーラスカーボンの合成に成功した。水酸化カリウムの加熱時に生成する水量が影響していると考えている。また、得られたナノポーラスカーボンはアセトン/1-ブタノール/エタノールから成る溶液から1-ブタノールを選択的にかつ高容量で吸着した。吸着材料として有用であることを明らかにした。

This year, the formation of interfacial active agents, the use of organic matrix methods, and the formation of fine pore sizes. The combination of "organic model method" and "solvent emission method" is used to make use of the phase shift, fine pore diameter and fine pore structure. The synthesis of these compounds involves the preparation of organic compounds such as Pluronic F127(poly-(ethylene oxide)106-poly(propylene oxide)70-poly(ethylene oxide)106, PEO106-PPO70-PEO106) in a homogeneous solution dissolved in a mixed solvent of carbon and water. The composition of the solvent is changed. The organic complex was successfully synthesized with a fine pore diameter of 6.8 nm and a wide range of diameters of 56nm The result of electron microscope observation is that the pore structure is "linked structure" and "linked structure". The result of this study is that the structure of the structure is reversed and the transformation is completed. In addition, the organic complexes obtained by the above synthetic method were treated with water acidification and the "direct activation method" was studied. Organic complexes can be synthesized by changing the amount of water. As a result, when a certain amount of water is used, the synthesis is difficult and the fine pore diameter of 2 nm is maintained. The amount of water produced during acidification and heating affects the quality of water. For example, if you choose a solution with a high capacity, you can select a solution with a high capacity. Sorption materials are useful.