マイクロハニカム (MH) 構造体とは、µmオーダーの直状流路を多数束ねたような構造を有するモノリス体のことであり、氷晶を鋳型にすることで簡単に作製が可能です。本研究室では様々な種類のMH構造体を作製し、吸着剤や触媒としての応用を検討しています。

氷晶テンプレート法はMH構造体を作製するために開発された手法です。湿潤ゲルを一定速度で冷媒に挿入すると、ゲル中で氷晶が成長します。成長した氷晶を解凍し、乾燥させることでMH構造体が得られます。特徴として、前駆体にゾル－ゲル法で作製した湿潤ゲルを用いる ことから、ゾル－ゲル法が適用できる様々な物質をMH状に成型することができます。また、成型に用いる鋳型が氷であるため、簡便に鋳型が除去可能であり極めて安価です。

従来技術である押し出し成型法などで得られるハニカム構造体はサブミリオーダーの流路径までしか成型できません。これに対し我々が作製したMH構造体の特徴として、流路径がµmオーダーと小さく、同時に流路壁が薄いことから従来のハニカム構造体に比べて比表面積が非常に大きいという特徴があります。 また、直状の流路を有するため低い圧力損失と短い拡散距離を両立できる点も大きな特徴です。従来の充填層カラムでは圧力損失と拡散距離がトレードオフの関係にあり、両立することは不可能でした。しかし、MH構造体は上記の特徴から流通系への応用が期待できるため、流通式の吸着剤や触媒としての検討を進めています。

氷晶テンプレート、マイクロハニカム、吸着剤、触媒

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