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新型多孔材料!可选择性吸附二氧化碳及储氢

日本立教大学的资助型研究项目*——日本曹达株式会社**未来主题项目研究室(立教大学理学部化学科箕浦真生教授、菅又功助教、饭滨照幸客座教授等组成的研究小组),以创造环境友好型分子为目的进行研究,成功开发出一种能够选择性吸附温室气体二氧化碳的物质(图1)。此外,该分子还可以吸附难以处理的氢分子,可以用作搭载于燃料电池车上的储氢“分子瓶”。

日本曹达株式会社和立教大学的产学合作的研究成果意义重大,该分子被用作英国皇家化学学会出版的学术杂志《Dalton Transactions》的封面,获得了高度评价。

*) 立教大学的资助型研究项目

立教大学希望通过设置资助型研究项目,实现产学合作的协作效果,同时希望通过积极推进研究、教育以及技术合作为社会做出贡献,于2017年开始推进企业等的资助型研究事业。

**)日本曹达株式会社

日本曹达株式会社作为一家综合化学公司(社长:石井彰),于2020年迎来了创立100周年。以“化学创造辉煌”为新口号,生产销售农业化学品、医药添加剂、电子材料等高附加值化学产品。

图1:本研究开发的新物质(MOF)的分子结构图

1.研究成果的要点

1)通过使用名为MOF的多孔材料,开发出可以选择性吸附温室气体二氧化碳的新型材料。

2)除了二氧化碳以外,还可以用来储存被视为清洁能源的氢气。

3)在MOF合成中成功使用了此前几乎未被使用过的异羟肟酸配位点。

Metal-organic Frameworks(MOF)注1)具有被称为微孔2)的非常小的孔,其比表面积注4)远超过传统的多孔材料活性炭和沸石注3),有望用于气体吸附和分离。此次,该研究小组以1, 4-苯二氢氧肟酸为有机配体,以异烟酸为辅助配体,并与硝酸钴反应,成功开发出了可以选择性吸附二氧化碳并能储藏大量氢气的MOF(图1)。

另外,此次成功使用了此前在MOF合成中几乎未被使用过的异羟肟酸酯(RCONHO–)作为配位点,其今后有望作为新的配位点,应用于各种各样的MOF。

2.研究背景

在引起全球变暖的温室气体中,影响最大的物质便是二氧化碳,因此需要开发从工厂等的废气中分离、回收二氧化碳的技术。然而,目前工厂等所使用的分离膜,其原理是化学吸附,在二氧化碳的回收中需要大量的能量。因此,人们期待一种几乎不消耗能量,通过物理吸附进

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