金属有機構造体 (MOF) の合成・形態制御技術とその応用展開

結晶性多孔質材料の一種である金属有機構造体 (MOF) は、その化学組成と細孔構造が明確に定義され、他に類を見ないほどの調整可能性を示すことから、分離、貯蔵、触媒反応をはじめとして広範な研究分野を創出しながら進展している。近年のMOFに関する飛躍的な進展は、MOFが高い空隙率を有し、細孔径と表面特性の調整に優れることによる材料としての多様性ばかりでなく、その合成方法の多様性に拠るところも大きい。 　本講演ではMOFの合成や特徴を述べ、吸着や膜分離としての応用について今後の見通しを含めて解説する。MOFの基礎を学びたい方、これからMOFの研究を始める方から、始めてみたがその合成に困っている方、MOFの用途展開の問題を解決したい方などを主たる対象として、MOFの基礎的な特性から最新技術動向までを概説し、課題と展望について議論する。

1. MOF概要
   1. ナノ空間材料
   2. 配位高分子とMOF
   3. MOFの特徴
   4. MOFとゼオライトとの比較
   5. MOFのコスト
   6. 開発状況・世界情勢
2. MOFの合成方法と評価方法
   1. 基本的な設計指針と合成方法の課題
   2. ソルボサーマル法
   3. 電解合成
   4. 超音波合成
   5. 連続フロー合成
   6. 噴霧乾燥合成
   7. メカノケミカル合成
   8. 気相合成
   9. MOFの合成・評価サイクル
3. MOF吸着剤
   1. 吸着の基礎原理
   2. 吸着剤の課題
   3. MOFの構造柔軟性
   4. MOFの吸着特性
   5. MOFの安定性
   6. 吸着・分離性能の予測
   7. MOF吸着剤の応用事例と分離性能
4. MOF分離膜
   1. 膜分離に関する定義
   2. 気体の膜透過機構
   3. 膜分離と無機系分離膜の開発状況
   4. MOF製膜の留意点
   5. MOF膜における構造柔軟性
   6. 核形成と結晶 (膜) 成長
   7. 様々な製膜方法
   8. MOF膜の応用事例と分離性能
5. MOFの特徴を活かした応用事例
   1. 触媒特性
   2. ナノ反応場・高分子合成
   3. エレクトロニクス
   4. バイオ
   5. 複合材料
6. まとめ (実用化に向けて)