MOFの合成、賦形化と吸着・分離特性

第1部 噴霧液滴を利用したMOFの連続合成および複合化・薄膜作製

(2024年10月11日 10:30〜12:00)

　金属有機構造体 (Metal-organic framework; MOF) は金属イオンと有機配位子から構成される多孔質材料であり、優れた細孔特性を有しているため、ガス貯蔵・分離、触媒、分子認識センサーなどへの応用が期待されている。MOFの社会実装のためには、低コストで簡便な大量生産手法が必要である。 　本講演では、講演者が新規合成法として開発した噴霧合成法によるMOFの連続合成と、噴霧液滴中でのMOFの急速な結晶生成を利用したナノ粒子との複合体形成および薄膜作製について、これからの研究展望も含めて紹介する。

1. 噴霧合成によるMOFの連続合成プロセス
   1. 噴霧合成によるMOFの連続合成および各パラメータの影響
   2. 噴霧合成プロセスの生産効率向上
2. 噴霧液滴を活用したMOF・ナノ粒子複合体形成
   1. MOF・ナノ粒子複合体の噴霧合成
   2. 噴霧合成MOF・ナノ粒子複合体の応用
3. 噴霧液滴を利用したMOF薄膜の作製
   1. 噴霧法によるMOF薄膜の作製
   2. 噴霧法によるMOF薄膜形成メカニズム
   3. 噴霧法で作製したMOF薄膜の応用
• 質疑応答

第2部 フレキシブルMOFの賦形手法とその吸着特性

(2024年10月11日 13:00〜14:30)

　構造柔軟性を持つフレキシブルMOFは、既存の吸着剤とは全く異なるステップ状の吸着挙動 (ゲート吸着) を示す。 　本講演ではフレキシブルMOFの賦形によってゲート吸着現象がどのように影響を受けるのか、また、高い性能を維持したまま賦形するにはどうしたらよいのかについて、講演者の最新研究に基づいて解説する。

1. フレキシブルMOFの概要
   1. 金属有機構造体 (MOF) の分類
   2. Flexible MOFとゲート吸着挙動
2. ゲート吸着の特徴
   1. ゲート吸着の熱力学
   2. ゲート吸着の優位性
3. フレキシブルMOFの賦形に伴う問題点
   1. 賦形に伴う微粉化・緩慢化現象
   2. 緩慢化現象のメカニズム
4. 微粉化・緩慢化現象を克服するフレキシブルMOFの賦形手法
   1. コーティング法
   2. コアシェル法
   3. 凍結乾燥法
• 質疑応答

第3部 MOF薄膜の作製技術とその特性

(2024年10月11日 14:45〜16:15)

　次世代の多孔性材料として注目されている金属有機構造体 (Metal-Organic Framework:MOF) について、合成・形態制御 (薄膜化) の基礎から、膜分離の応用までを解説します。

1. MOFの基礎
   1. MOFの合成方法
   2. MOFのコスト
   3. MOFの安定性
   4. MOFの構造柔軟性
   5. MOFの吸着特性
   6. MOFの研究・開発動向
2. MOFの評価
   1. X線回折法
   2. 熱分析、化学分析
   3. ガス吸着法
   4. モルフォロジーの観察
      • 走査型
      • 透過型
3. MOFの薄膜化
   1. 膜分離に関する定義と測定手法
   2. 膜透過機構
   3. MOFの製膜法
   4. MOFのナノシート化
   5. Mixed Matrix Membrane (MMM)
   6. MOF製膜の留意点
   7. ガス分離、液体分離、有機溶剤分離
4. まとめ (実用化への課題と展望)
• 質疑応答