第1部 金属有機構造体 (MOF) の合成と同定、およびガス分離・貯蔵特性と評価法の基礎

(2024年4月9日 10:30〜12:00)

　近年、新しい多孔性素材として注目されている金属有機構造体 (Metal-Organic Framework:MOF、多孔性金属錯体または多孔性配位高分子とも呼ばれる) について、その背景や特長、合成法・評価法の基礎から、ガス分離・貯蔵特性について重点的に解説します。
　また、MOFの他の応用例にも触れ、MOFの高い構造・機能設計性について概観します。MOF合成の実際や、利用に関するエッセンス・ノウハウを知りたいという方、何から始めたらよいか考えている方にわかりやすくご説明します。

1. 金属有機構造体 (MOF) とは
   1. Metal-Organic Framework (MOF)
   2. MOFの構造および特徴
   3. MOFの一般的な合成法
   4. MOFのキャラクタリゼーション法
   5. MOFの一般的な物理特性・化学特性
   6. 製造時の留意事項およびコスト等
   7. MOFに関する研究開発の世界情勢と企業の取り組みなど
2. MOFを使ったガス貯蔵・分離
   1. MOFのガス吸着特性
   2. MOFによるガス貯蔵
   3. MOFによるガス分離
   4. 「柔軟な」MOFによるガスの認識と分離
   5. MOFを使ったガス分離操作の実際
   6. ガス分離膜への応用
3. 様々なMOFの利用例に学ぶ構造設計
   1. 分子センシング
   2. 触媒
   3. 導電性
   4. イオン・プロトン伝導性
   5. バイオ関連化学
   6. 鋳型合成
   7. 高分子との複合
   8. 高分子の分離
• 質疑応答

第2部 Flexible PCP/MOFの特性とCO2吸着分離への応用

(2024年4月9日 13:00〜14:30)

　構造柔軟性を持つ金属有機構造体 (Flexible PCP/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。本講演ではゲート型吸着剤を用いたCO2吸着分離プロセスの実現に向けた講演者の最新研究について解説する。

1. Flexible PCP/MOFの概要
   1. 金属有機構造体 (PCP/MOF) の分類
   2. Flexible PCP/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理論
   2. 自己熱補償能
3. Flexible PCP/MOFを用いたPSAプロセスの試算
   1. 等温過程における吸着性能評価
   2. 断熱過程における吸着性能評価
   3. Slipping-off問題とその解決策
   4. PSAプロセスにおける分離性能の試算
4. Flexible PCP/MOFを用いたPSAプロセスの詳細評価に向けて
   1. ゲート型吸着等温線の理論式
   2. ゲート吸着の吸着速度式
   3. Flexible PCP/MOFの賦形と微粉化・緩慢化現象
• 質疑応答

第3部 固体NMR分光法によるMOF中のCO2吸着状態の解明

(2024年4月9日 14:45〜16:15)

　優れたCO2吸着・分離性能を示す多孔性材料の開発において、材料中にどのようにCO2が吸着し、それがどのようにガス分離能と結びつくのか、そのメカニズムの理解は材料設計のための重要な知見となる。
　本講演はMOF/PCPを対象とした固体核磁気共鳴 (NMR) 分光法によるガス吸着状態の解析について、固体NMR測定・解析法の基礎〜実際の研究例について解説を行う。

1. はじめに
2. 固体NMRの基礎と測定解析法
   1. NMRの原理
   2. 固体NMRの特徴
   3. ガス雰囲気下固体NMR測定の方法
   4. 分子運動の解析
3. MOF中のCO2吸着状態の固体NMR解析
   1. CO2単体の吸着挙動
   2. CO2の拡散運動
   3. CO2/CH4混合ガスの吸着挙動
   4. CO2/H2Oの共吸着状態
4. 今後の展望
• 質疑応答