Hetero-interfacial synthesis of porous molecular nanosheets towards separation membrane

异质界面合成多孔分子纳米片用于分离膜

基本信息

批准号：
20H02551
负责人：
牧浦理恵
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Osaka Metropolitan University (2022-2023)Osaka Prefecture University (2020-2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

高選択性・高透過性を併せ持つ分離膜の開発は、物質の分離・精製操作が必須とされる環境、エネルギー、化学工業において強く望まれている。本研究においては、究極の分離性能実現のための理想的な膜、すなわち規則ナノ細孔を有する極薄ナノシートを開発する。そのために、液相界面における特異反応場を利用して結晶性ナノシートの作製に成功してきた申請者の実績にもとづき、気相と液相（気液）などの異種相における界面反応により、構造設計性に富む有機分子をボトムアップ式に二次元に連結させ、狙いのナノ細孔構造を有する分子ナノシートを創出する。当該年度は、以下を実施した。【１．界面法における溶媒種がナノシート形態に与える影響】ナノシートの合成に用いる溶媒の種類を変えると、得られるナノシートの結合状態、結晶構造、細孔の大きさに変化はないが、ナノシートの均一性が異なることがわかった。沸点の高い溶媒を用いると、均一性が向上する傾向が見られた。【２．界面法における溶液濃度がナノシート形態に与える影響】ナノシートの合成に用いる溶液の濃度を変えると、得られるナノシートの結晶構造、細孔の大きさに変化はないが、ナノシートの膜厚が異なることがわかった。溶液濃度が高いほど、膜厚が厚くなる傾向が見られた。【３．ゲル濃度がナノシートの形態に与える影響】気体とゲルの界面を用いたナノシートの作製を行った。ゲルの濃度が高いほど、ナノシートの連続性は向上する傾向が見られた。

在环境、能源和化工等领域，对物质的分离和纯化至关重要，因此迫切需要开发同时具有高选择性和高渗透性的分离膜。在这项研究中，我们将开发一种理想的膜来实现最终的分离性能，即具有有序纳米孔的超薄纳米片。为此，基于申请人利用液相界面独特的反应场成功生产晶体纳米片的记录，我们将利用气相和液相（气-液）等不同相的界面反应来设计结构通过以自下而上的方式二维连接高功能有机分子，我们创建了具有所需纳米孔结构的分子纳米片。年内，开展了以下活动。 [1.界面法中溶剂类型对纳米片形态的影响] 改变用于纳米片合成的溶剂类型不会改变所得纳米片的键合状态、晶体结构或孔径，但纳米片的均匀性发生变化。有所不同。当使用高沸点溶剂时，存在均匀性改善的趋势。 [2.界面法中溶液浓度对纳米片形貌的影响] 当用于纳米片合成的溶液浓度改变时，所得纳米片的晶体结构和孔径不会改变，但纳米片的厚度发生变化。随着溶液浓度的增加，膜厚度有增加的趋势。 [3.凝胶浓度对纳米片形态的影响] 使用气体和凝胶之间的界面制造纳米片。存在凝胶浓度越高，纳米片的连续性越好的趋势。

项目成果

期刊论文数量（25）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

トリフェニレン誘導体から成る多孔性配位高分子ナノシート結晶の気液界面合成：合成条件とナノシート形態の関連性

由苯并菲衍生物组成的多孔配位聚合物纳米片晶体的气液界面合成：合成条件与纳米片形貌的关系

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
田知本和顕;大畑考司;武野カノクワン;牧浦理恵
通讯作者：
牧浦理恵

Highly-oriented electrically conductive MOF nanosheets utilizing liquid interfacial synthesis

利用液体界面合成的高度定向导电 MOF 纳米片

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takashi Ohata; Rie Makiura
通讯作者：
Rie Makiura

Metal-organic Framework and Hydrogen-bonded Organic Framework Nanosheets Assembled at Air/Water Interfaces—Synthesis, Characterizations and Applications

在空气/水界面组装的金属有机框架和氢键有机框架纳米片——合成、表征和应用

DOI：
10.20731/zeoraito.39.3.96
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
牧浦理恵
通讯作者：
牧浦理恵

Air/liquid interfacial synthesis of metal-organic framework nanosheets with electrical conductivity -Investigating influences of fabricating condition factors on sheet morphologies-

具有导电性的金属有机框架纳米片的气/液界面合成-研究制造条件因素对片形貌的影响-

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takashi Ohata; Akihiro Nomoto; Takeshi Watanabe; Ichiro Hirosawa; Tatsuyuki Makita; Jun Takeya;Rie Makiura
通讯作者：
Rie Makiura

気水界面における分子ナノシート結晶の創製：モルフォロジ制御に向けたその場広角X線回折測定による形成過程の解明

在空气-水界面处形成分子纳米片晶体：利用原位广角 X 射线衍射测量来阐明形成过程以进行形态控制