京都大學,金沢大學,東北大學,岡山大學,科學技術振興機構(JST)

令和3年5月21日

京都大學
金沢大學
東北大學
岡山大學
科學技術振興機構(JST)

分子構造により細孔徑を制御したカーボン

京都大學 大學院工學研究科の生越 友樹 教授(兼 金沢大學 ナノ生命科學研究所 特任教授)、東北大學材料科學高等研究所の西原 洋知 教授(多元物質科學研究所を兼任)、岡山大學 異分野融合先端研究コアの仁科 勇太 研究教授らの研究グループは、焼成のみで分子レベルで細孔徑が制御された多孔性カーボンを開発しました。これまで多孔性カーボンは、カーボン骨格をガスや薬品により破壊して細孔を形成する賦活法で主に合成されてきました。しかし賦活法では、材料調製時のカーボン骨格の構造変化が激しく元のカーボン骨格が殘らない、分子レベルでの細孔制御は困難、再現性良く多孔性カーボンを得るには職人蕓的に高度な技術が必要、といった問題點があります。

本研究では、炭素源の有機分子を合理的に設計し、焼成のみで細孔徑が分子レベルで制御された多孔性カーボンを得ることに成功しました。この手法では、高カーボン化効率のため元の構造を保ったカーボンが再現性良く得られることに加え、分子設計により分子レベルでの細孔徑制御が可能です。得られた多孔質カーボンは、細孔徑に適した金屬イオンが導入でき、ナトリウムイオン電池として機能することを確認しました。將來的には、特定のサイズの基質のみが反応する觸媒への応用が期待されます。

本成果は、2021年5月21日に英國Nature Researchの國際學術誌である「Communications Chemistry」にオンライン掲載されます。

本研究は科學技術振興機構JST-CREST(JPMJCR18R3)、文部科學省 科學研究費助成事業(JP19H00909)、の支援を受けて実施しました。

<プレスリリース資料>

<論文タイトル>

“The carbonization of aromatic molecules with three-dimensional structures affords carbon materials with controlled pore sizes at the ?ngstrom-level”
DOI:10.1038/s42004-021-00515-0

<お問い合わせ先>

(英文)“The carbonization of aromatic molecules with three-dimensional structures affords carbon materials with controlled pore sizes at the ?ngstrom-level”

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