科学与工程大谷正孝教授、Kenji Kato（2023年完成博士课程）等人发表了阐明“硼交联结构”对多孔晶体（金属有机框架）中二氧化碳吸附的影响的研究论文，发表在Materials Advances of the Royal Society of Chemistry上，并被选为Inside Front Cover。
实现可持续社会（碳循环社会（*1））的重要技术之一是开发捕获和分离二氧化碳的新材料。它是一种被称为“金属有机骨架（MOF）”（*2）的多孔晶体材料。
大谷教授和他的同事们重点研究了具有各种骨架结构的 MOF 中的“ZIF-8”(*3)。 ZIF-8是一种具有称为方钠石（SOD）拓扑（*4）的几何结构的材料，与沸石类似，是相对容易合成的MOF之一。 ZIF-8晶体内部有无数的孔隙，具有很高的比表面积。然而，在室温和大气压附近的压力下，ZIF-8的CO2吸附能力与其他材料相比并不优越。在这项研究中，我们通过各种过渡金属离子（铜、锌、钴、锰）和硼桥配体（*5）的组合创建了具有相同 SOD 拓扑结构的晶体，并评估了它们的 CO2 吸附性能。
结果表明，即使具有相同的拓扑结构，由锌离子形成的晶体也显示出最高的 CO2 吸附量。我们还发现，晶体内包合的抗衡阴离子的存在是导致更容易吸附二氧化碳的孔隙特性的因素之一。
这一系列结果预计将促进使用硼桥配位网络的高性能二氧化碳吸附剂的开发。
评论
“这是我在2018年左右与我们实验室的二年级学生加藤君一起开始的一个研究主题，我终于能够以它的形式呈现它。加藤君带领的许多学生坚持不懈研究的结果。结果，我们有了很多意想不到的发现和认识。我们目前正在进行的研究是基于这些发现，我们希望您能阅读即将发表的后续报告很快。”（大谷教授）
发表论文
标题：具有 3d 过渡金属的硼-咪唑配位网络，可增强 CO2 吸附能力
作者：基础设施工程系博士课程，2023 年完成，加藤健二
修士课程化学コース２年穐山育歩
硕士课程化学课程于 2021 年完成 Fumika Mori
硕士课程化学课程于2020年完成 小仓雄大
筱原步：硕士课程化学课程于2023年完成
伊藤昭宏副教授
大谷正孝教授
杂志：材料进展
发布日期：2024 年 1 月 23 日
做我：https://doiorg/101039/D3MA00996C
*本文是开放获取的。
封面是点击此处
术语表
*1) 碳循环社会
其目标是实现二氧化碳排放与吸收再利用之间保持平衡的资源循环型社会，不仅抑制化石资源消耗产生的二氧化碳排放，而且通过新科学技术将二氧化碳作为资源再利用，而不依赖植物吸收和固定二氧化碳。
*2) 金属有机骨架
由金属离子与有机分子规则键合形成的结晶材料。众所周知，金属离子和有机分子的组合表现出各种特性，例如对特定气体的高吸附能力。迄今为止已报道的物种超过100,000种。
*３）ZIF-8（沸石咪唑酯框架-8的缩写）
一种金属有机结构。 ZIF 是 Zeolitic Imidazolate Framework 的缩写。已知其具有类似于“沸石”的骨架结构，是一种无机固体材料。
*4) 方钠石 (SOD) 拓扑
沸石具有多种结构，因此按构成材料的骨架的“几何结构（拓扑）”进行分类。 SOD 拓扑是一种通过连接四面体顶点创建的结构。
*5) 硼桥配体
具有四个与硼键合的咪唑配体的大四面体分子。四个咪唑基团可以与金属离子配位并形成类似MOF的配位网络。
相关帖子
相关文章