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松本 明彦(まつもと あきひこ)

所属 環境・生命工学系
兼務
職名 教授/学長補佐(入試戦略担当)
専門分野 吸着科学/界面化学
学位 学術博士(千葉大学)
所属学会 日本化学会 / 日本吸着学会 / ゼオライト学会 / 触媒学会 / 炭素材料学会 / クロマトグラフィー科学会 / The American Chemical Society / The International Zeolite Association / International Adsorption Soceiety
E-mail aki@
※アドレスの末尾に「tut.jp」を補完してください
研究室web http://material.tutms.tut.ac.jp/STAFF/MATSUMOTO/index.html.ja

研究紹介

ナノ次元(0.5〜2nm程度)の細孔を有する固体(ナノ多孔体)は1gあたり数100-1000平方メートル以上の高い表面積を持ち、様々な分子を多量に吸着する。現在,ナノ多孔体を対象にして主に次の2つのテーマで研究を行っている。

テーマ1:多孔性固体の表面・細孔構造と分子吸着性の相関,分子の吸着状態の解明

概要
図1 メソ多孔性シリカの細孔の電子顕微鏡写真。細孔が規則的に並んでいる。

多孔体の分子吸着性は表面の化学的組成、細孔の幾何学的な構造、吸着分子の化学的性質に大きく依存する。規則的な細孔構造を持つナノ多孔体である結晶性アルミノけい酸塩(ゼオライト),多孔性金属錯体,メソ多孔性シリカ(例 図1),ナノ多孔性炭素(活性炭,活性炭素繊維)などへの種々の分子の吸着挙動を吸着測定,微分吸着エネルギー測定,各種分光法等を用いて調べ,多孔体表面への分子の吸着機構,表面に捉えられた分子の状態の特性化を行っている。

キーワード

吸着,ナノ多孔体,ゼオライト,ナノ多孔性炭素,メソ多孔性シリカ,多孔性金属錯体,吸着エネルギー

テーマ2:表面の多機能化と細孔形状の制御による新規ナノ多孔体の創製

概要
図2 メソ多孔性シリカのアセトアルデヒド吸着等温線。表面吸着量表面(未修飾)をアミノプロピル基で修飾するとアセトアルデヒドの吸着性が著しく向上する。

多孔体の表面に特定の分子と強く相互作用する官能基・イオンを導入することで,多孔体に分子認識,選択的吸着性等の機能を賦与することを試みている。(例 図2)さらに,多孔体の細孔構造,粒子形状および表面の化学的特性を制御して,特定分子の選択吸着分離への応用を検討している。

キーワード

吸着,ゼオライト,メソ多孔性シリカ

テーマ3:ナノ多孔体の超臨界気体の吸着特性

概要
図3 カーボンナノチューブの電子顕微鏡写真。チューブが集合し,束状になっている。

臨界点が低い気体(たとえば水素や低級炭化水素)は,常温・常圧近傍では液化しないため,ナノ多孔体の細孔内に凝縮しない。しかし,ナノ多孔体の細孔の直径が分子次元になると細孔内の気体分子-細孔壁間の相互作用ポテンシャルが強調されるために吸着が起きる。0.5nm程度の細孔径をもつゼオライト,多孔性金属錯体,ナノ細孔性炭素材料(カーボンナノチューブ等 図3)などの種々のナノ多孔体への超臨界気体の吸着を,高圧,低温条件下での吸着エネルギーの直接測定により調べ,細孔構造・細孔表面の化学構造の違いによる吸着機構の違いを調べている。

キーワード

吸着,ナノ炭素材料,水素貯蔵,カーボンナノチューブ

担当授業科目名(科目コード)

基礎物理化学I / 基礎物理化学II / プロジェクト研究 / 分子物理化学 / 物理化学 / 物理化学特論 / 先端環境技術特論


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