空孔制御された異種高分子系ナノシートの積層膜の構築

本研究課題では，機能性分離膜を共有結合性有機構造体（COF）と多孔性ナノシートとのハイブリッド薄膜にて構築することを目指す．当該年度においては，目標とするCOFの構築条件の精査及び典型的なナノシートである酸化グラフェン（GO）及び窒化炭素（GCN）とのハイブリッド構築条件の精査の2点を実施した．COFは，ヘプタジン骨格を有するアミン化合物（メレム及びその誘導体）と芳香族アルデヒド（テレフタルアルデヒドなど）で合成を試みた．その結果，メレムは比較的溶解性の高い溶媒を利用しても，ほとんど反応が進まず，その誘導体であるトリヒドラジノヘプタジンを用いた反応においては，収率25～40％程度で生成物を回収可能であった．トリヒドラジノヘプタジンで得られた生成物はオリゴマーと推測され，XRDやBET法での比表面積・空孔径評価では，結晶性が低く多様な構造であることが確認され，期待された空孔が現時点では十分構築されていないと推測された．現在，多孔性構造構築を目指した条件精査を行っている．またナノシートとのハイブリッド化においては，前述したナノシート混合状態で比較的反応性の高い分子を用いたCOF合成を行った．得られた生成物は粉体であり，ナノシートとCOFが混合している状態であると推測された．特にSEM観察では生成物はナノシート単体とは異なる凝集体であり，溶液中での合成から3次元的なCOFの成長によりナノシート全体を覆うような構造体が構築されたと推測された．このためナノシート分散状態を維持した環境下での合成や界面重合などでの検討が必要であると推測された．

本研究課題では，機能性分離膜を共有結合性有機構造体（COF）と多孔性ナノシートとのハイブリッド薄膜にて構築することを目指す．当該年度においては，目標とするCOFの構築条件の精査及び典型的なナノシートである酸化グラフェン（GO）及び窒化炭素（GCN）とのハイブリッド構築条件の精査の2点を実施した．COFは，ヘプタジン骨格を有するアミン化合物（メレム及びその誘導体）と芳香族アルデヒド（テレフタルアルデヒドなど）で合成を試みた．その結果，メレムは比較的溶解性の高い溶媒を利用しても，ほとんど反応が進まず，その誘導体であるトリヒドラジノヘプタジンを用いた反応においては，収率25～40％程度で生成物を回収可能であった．トリヒドラジノヘプタジンで得られた生成物はオリゴマーと推測され，XRDやBET法での比表面積・空孔径評価では，結晶性が低く多様な構造であることが確認され，期待された空孔が現時点では十分構築されていないと推測された．現在，多孔性構造構築を目指した条件精査を行っている．またナノシートとのハイブリッド化においては，前述したナノシート混合状態で比較的反応性の高い分子を用いたCOF合成を行った．得られた生成物は粉体であり，ナノシートとCOFが混合している状態であると推測された．特にSEM観察では生成物はナノシート単体とは異なる凝集体であり，溶液中での合成から3次元的なCOFの成長によりナノシート全体を覆うような構造体が構築されたと推測された．このためナノシート分散状態を維持した環境下での合成や界面重合などでの検討が必要であると推測された．