金属-有機構造体 (MOF) の設計、評価と吸着・分離材料への応用

1. 金属-有機構造体 (MOF) の多孔構造設計と評価技術

(2016年5月12日 10:00〜13:45)

90年代後半から大きく発展している多孔性材料MOFとはどのようなものなのか、その歴史、基礎、今後の展開を分かりやすく説明する。
現段階での応用用途 (ガス貯蔵や分離など) の先端とアカデミアが推進する新たな機能について紹介する。
化学の基礎知識がある方なら誰でも理解できるよう分かりやすく説明する。

1. 新たな有機-無機ハイブリッド材料であるMOFとはなにか
2. MOFの特徴:既存材料と何が異なるか
   1. 材料構造の設計・合成法
   2. 材料評価法:特に多孔性材料としての性能評価
   3. 材料形状制御:ナノ結晶化や薄膜化など
   4. 材料としての力学特性
3. MOFの機能
   1. ガス貯蔵、分離能
   2. 高分子合成場としての機能
   3. 不均一触媒能
   4. イオン・電子伝導能:電池応用を念頭に
4. 応用と今後の可能性
   1. 大量合成、安定性、コスト
   2. MOFを足がかりとしたポーラスカーボン合成
   3. 光物性や磁性などMOFで見られる独自基礎物性
• 質疑応答

2. MOF膜の製膜と分離膜への応用展開

(2016年5月12日 14:00〜17:00)

　多孔性配位高分子 (Porous coordinated polymer) や金属有機構造体 (Metal organic framework: MOF) と呼ばれる多孔質材料は、1990年代に報告されてからゼオライトや活性炭にかわる新しい多孔質材料として大きな注目を集めている。 　MOFの多彩なトポロジー や構造自由度の高さから、吸着剤、触媒などへの応用研究は近年目覚ましいものがある。分離膜への応用は2000年代その試みが始まり、 Knudsen拡散支配を超える分離性能の膜が2000年代後半に登場した。これを契機にMOF膜の研究開発は大きく進展し、膜合成や分離性 能の報告例も年々増加の一途を辿っている。 　本講座では、MOF膜の一般的な製膜法や代表的なMOF膜の製膜例および分離性能ついて概説する。

1. MOF膜の製膜法
   1. in situ crystallization法
   2. 二次成長法 (Secondary growth)
   3. その他の製膜法
   4. Coordination modulation method
2. MOFの膜分離への応用
   1. Zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs)
   2. CuBTC (HKUST-1)
   3. MOF-5
   4. その他のMOF膜
• 質疑応答