1/27 多孔性材料による気体の吸着制御

豊橋技術科学大学 応用化学・生命工学系 教授　松本 明彦　氏

 　活性炭、ゼオライトなどの多孔体は吸着剤として、物質の分離・精製、気体の貯蔵などに広く用いられています。さらに近年は多孔性有機金属錯体MOFなどの新しい多孔体も注目され、これらの応用についても研究がされています。

　本講演では、まず代表的な多孔体の幾何学的・化学的な細孔・表面の構造を説明します。そのうえで、多孔体への各種気体分子の吸着メカニズムについて説明します。気体の吸着性は多孔体の細孔構造・表面の化学組成と気体の化学的な性質により決まります。これらの理解は、吸着材の選定・設計に役立ちます。窒素、アルゴン吸着による多孔体の細孔構造（細孔径分布・細孔容量）の解析法などについても解説します。

１．吸着の基礎
　1.1 吸着とはどのような現象か
　1.2 吸着現象の利用
　1.3 多孔体と吸着
 
２．代表的な多孔体と細孔制御
　2.1 多孔体とはなにか
　2.2 多孔体の細孔について
　2.3 多孔化で表面積、細孔容積はどのように変化するか
　2.4 細孔径による多孔性材料の分類
　2.5 代表的な多孔体と細孔の制御
　　　 多孔性シリカ、ゼオライト類、活性炭・活性炭素繊維、多孔性金属錯体PCP/MOF
 
３．固体表面と吸着質分子間の相互作用と吸着
　3.1 物理吸着と化学吸着
　3.2 固体表面-吸着質分子間の相互作用
　　3.2.1 非特異的相互作用
　　3.2.2 特異的相互作用
 
４．気体吸着実験法と解析
　4.1 吸着測定の原理
　4.2 吸着等温線
　4.3 吸着等温線の解析と吸着理論
　　4.3.1 平坦平面への吸着 ～Langmuir理論、BET理論～
　　4.3.2 メソ細孔、マクロ細孔への吸着
　　　　　 ～ケルビン式と毛管凝縮、メソ細孔分布解析の考え方（DH法、BJH法）、NLDFT法、水銀圧入法～
　　4.3.3 ミクロ細孔への吸着
　　　　　 ～スリット型細孔への吸着（ミクロ細孔充填）、ミクロ細孔の解析（t-プロット、DRプロット）～
 
５．吸着エネルギーの測定と解析
　5.1 吸着の熱力学
　5.2 吸着エネルギー測定の原理
　5.3 微分吸着エネルギー曲線の解析
　5.4 等量吸着熱
 
６．多孔性材料の細孔構造，表面構造の制御と気体吸着
　6.1 細孔の幾何学的構造を利用した分子吸着性の制御と特性化
　6.2 表面化学構造の制御による分子吸着性の制御と特性化
 
7．まとめ

□ 質疑応答 □

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