MOF (金属有機構造体) の基礎・合成・評価、PFASなどの水処理用吸着剤への応用

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本セミナーでは、MOFの合成方法や水処理材料としての評価方法を解説いたします。
MOF合成については、従来法だけではなく、講演者がこれまで行ってきた有機系廃棄物や低品位金属源からの合成手法も解説いたします。
水処理への適用については、MOFがもつ吸着特性 (吸着容量・吸着速度・選択性など) を述べるとともに、近年大きな話題となっている有機フッ素化合物 (Perfluoroalkyl substances, PFAS) に対する適用事例も紹介いたします。

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プログラム

2025年ノーベル化学賞の対象としても注目を集めた金属有機構造体 (Metal-Organic Frameworks, MOF) は、活性炭、ゼオライト、イオン交換樹脂などの従来型多孔性材料を代替し得る次世代材料として、大きな期待が寄せられています。現在、MOFについては多様な合成法が報告されており、低コスト化や量産化など、社会実装に向けた検討も活発に進められています。これまでMOFは主にガス分離・貯蔵分野で研究されてきましたが、近年では液相吸着剤としても高いポテンシャルを有することが明らかになってきました。 　本講演の前半では、MOFの基本的な性質、合成法、評価手法について、初学者にも分かりやすく丁寧に解説します。後半では、廃棄プラスチックや低品位金属源を原料とするMOF合成手法について紹介します。さらに、水処理分野への応用として、MOFが有する基本的な吸着特性を概説するとともに、近年大きな社会的関心を集めている有機フッ素化合物 (PFAS) に対するMOF吸着剤の最新動向について解説します。

  1. はじめに
    1. 多孔性材料とは
    2. 多孔性を活かした吸着剤
      • 活性炭
      • ゼオライト
      • イオン交換樹脂
    3. 細孔構造や吸着機構の違いによる分類
    4. それぞれの吸着剤としての活用事例
  2. 金属有機構造体 (Metal-Organic Frameworks, MOF)
    1. MOFとは
    2. MOFの種類・分類・性質・特徴
    3. MOFの合成方法・分析方法
    4. MOFの想定用途・実用化例・課題
  3. MOFの合成方法
    1. 原料・溶媒・合成条件の選択
    2. 回収・洗浄・保管方法の選択
    3. 研究事例1 : ZIF-8 (Zn) やZIF-67 (Co) の常温常圧水溶液合成
    4. 研究事例2 : 機械的な応力を利用したMIL-53 (Al) の常温常圧合成
    5. 廃棄物や低品位資源の資源循環に向けた研究動向
    6. 研究事例3 : 廃プラスチックを出発原料に用いたUiO-66 (Zr) の合成
    7. 研究事例4 : 低品位金属源を出発原料に用いたMIL-53 (Al) の合成
  4. MOFの水中吸着特性評価
    1. 水中吸着特性評価の方法
    2. 吸着等温線解析と吸着速度解析
    3. 研究事例5 : 官能基を修飾したUiO-66 (Zr) の水中有機染料吸着特性
    4. PFAS吸着剤としてのMOFの材料設計指針
    5. 研究事例6 : 官能基を修飾したUiO-66 (Zr) の水中PFAS吸着特性
    6. 研究事例7 : 構造欠損をもたせたUiO-66 (Zr) の水中PFAS吸着特性
  5. まとめ

受講料

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