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特開2024-135022多孔性ゲル及びその製造方法、並びに、ガス吸着システム及びガス分離システム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024135022
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】多孔性ゲル及びその製造方法、並びに、ガス吸着システム及びガス分離システム
(51)【国際特許分類】
B01J 20/22 20060101AFI20240927BHJP
B01D 53/02 20060101ALI20240927BHJP
【ＦＩ】
B01J20/22 A
B01D53/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023045510
(22)【出願日】2023-03-22
(71)【出願人】
【識別番号】504132272
【氏名又は名称】国立大学法人京都大学
(74)【代理人】
【識別番号】100163991
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 慎司
(72)【発明者】
【氏名】古川 修平
(72)【発明者】
【氏名】王 早銘
【テーマコード（参考）】
4D012
4G066
【Ｆターム（参考）】
4D012BA01
4D012CA03
4D012CG01
4G066AA53A
4G066AB07A
4G066AB12D
4G066AB13A
4G066AB18D
4G066AB21D
4G066AB24B
4G066AC11B
4G066AC21D
4G066BA09
4G066BA28
4G066BA36
4G066BA38
4G066CA35
4G066DA01
4G066FA37
(57)【要約】
【課題】ゲルとしての物理的特性と、多孔性材料としてのゲスト吸着特性とを併せ持つ、新しいタイプの物理ゲルを提供する。
【解決手段】本発明に係る多孔性ゲルは、分子内に空孔を有する金属有機構造体と、上記空孔を占有できない大きさの分子サイズを有するサイズ排除溶媒と、を含んでいる。上記金属有機構造体は、上記空孔内に少なくとも１種類のゲスト分子を吸着できるように構成されている。上記金属有機構造体は、複数の粒子を形成しており、上記複数の粒子は、物理的な凝集力によって互いに結合してネットワーク構造を形成している。この多孔性ゲルは、周囲条件下、少なくとも１つの角周波数ω０において、貯蔵弾性率Ｅ’（ω０）が損失弾性率Ｅ’’（ω０）より大きい。
【選択図】図１
【解決手段】本発明に係る多孔性ゲルは、分子内に空孔を有する金属有機構造体と、上記空孔を占有できない大きさの分子サイズを有するサイズ排除溶媒と、を含んでいる。上記金属有機構造体は、上記空孔内に少なくとも１種類のゲスト分子を吸着できるように構成されている。上記金属有機構造体は、複数の粒子を形成しており、上記複数の粒子は、物理的な凝集力によって互いに結合してネットワーク構造を形成している。この多孔性ゲルは、周囲条件下、少なくとも１つの角周波数ω０において、貯蔵弾性率Ｅ’（ω０）が損失弾性率Ｅ’’（ω０）より大きい。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
分子内に空孔を有する金属有機構造体と、
前記空孔を占有できない大きさの分子サイズを有するサイズ排除溶媒と、
を含み、
前記金属有機構造体は、前記空孔内に少なくとも１種類のゲスト分子を吸着できるように構成されており、
前記金属有機構造体は、複数の粒子を形成しており、前記複数の粒子は、物理的な凝集力によって互いに結合してネットワーク構造を形成しており、
周囲条件下、少なくとも１つの角周波数ω０において、貯蔵弾性率Ｅ’（ω０）が損失弾性率Ｅ’’（ω０）より大きい、多孔性ゲル。
前記空孔を占有できない大きさの分子サイズを有するサイズ排除溶媒と、
を含み、
前記金属有機構造体は、前記空孔内に少なくとも１種類のゲスト分子を吸着できるように構成されており、
前記金属有機構造体は、複数の粒子を形成しており、前記複数の粒子は、物理的な凝集力によって互いに結合してネットワーク構造を形成しており、
周囲条件下、少なくとも１つの角周波数ω０において、貯蔵弾性率Ｅ’（ω０）が損失弾性率Ｅ’’（ω０）より大きい、多孔性ゲル。
【請求項2】
前記サイズ排除溶媒は、標準圧力における沸点が２００℃以上である、請求項１に記載の多孔性ゲル。
【請求項3】
前記サイズ排除溶媒は、液体高分子、イオン性液体、及び、クラウンエーテルからなる群より選択される少なくとも１つである、請求項１又は２に記載の多孔性ゲル。
【請求項4】
前記多孔性ゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、０．５ｃｍ３／ｇ以上である、請求項１又は２に記載の多孔性ゲル。
【請求項5】
前記多孔性ゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧での単位質量当たりのＣＯ２吸着量は、前記サイズ排除溶媒の３０３Ｋ及び飽和蒸気圧での単位質量当たりのＣＯ２吸着量の２倍以上である、請求項１又は２に記載の多孔性ゲル。
【請求項6】
前記多孔性ゲルに占める前記金属有機構造体の含有量は、１質量％乃至５０質量％の範囲内にある、請求項１又は２に記載の多孔性ゲル。
【請求項7】
前記ネットワーク構造の少なくとも一部を破壊することによってゾルに変換できるように構成されている、請求項１又は２に記載の多孔性ゲル。
【請求項8】
請求項１又は２に記載の多孔性ゲルを含んだガス吸着システム。
【請求項9】
請求項１又は２に記載の多孔性ゲルを含んだガス分離システム。
【請求項10】
分子内に空孔を有する金属有機構造体と第１の溶媒とを含んだ前駆体ゲルを形成する工程と、
前記前駆体ゲルにおいて前記第１の溶媒を第２の溶媒に交換する工程と、
を含み、
前記第１の溶媒は、前記空孔を占有できる大きさの分子サイズを有しており、
前記第２の溶媒は、前記空孔を占有できない大きさの分子サイズを有している、
多孔性ゲルの製造方法。
前記前駆体ゲルにおいて前記第１の溶媒を第２の溶媒に交換する工程と、
を含み、
前記第１の溶媒は、前記空孔を占有できる大きさの分子サイズを有しており、
前記第２の溶媒は、前記空孔を占有できない大きさの分子サイズを有している、
多孔性ゲルの製造方法。
【請求項11】
前記空孔中に存在している気体又は液体分子を除去する活性化工程を更に含んでいる、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記第２の溶媒は、標準圧力における沸点が２００℃以上である、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項13】
前記第２の溶媒は、液体高分子、イオン性液体、及び、クラウンエーテルからなる群より選択される少なくとも１つである、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項14】
前記第１の溶媒を前記第２の溶媒に交換する工程は、前記第１の溶媒を第３の溶媒に交換する工程と、前記第３の溶媒を前記第２の溶媒に交換する工程と、を含んでいる、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項15】
前記第３の溶媒は、前記第１の溶媒と比較して、前記第２の溶媒との混和性がより高い、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、多孔性ゲル及びその製造方法に関する。また、本開示は、多孔性ゲルを含んだガス吸着システム及びガス分離システムにも関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ゼオライト、活性炭、及び、金属有機構造体（Ｍｅｔａｌ－Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ； ＭＯＦ）などの多孔性材料が広く研究されている。特に、多孔性のＭＯＦは、多孔性配位高分子（Ｐｏｒｏｕｓ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ； ＰＣＰ）とも呼ばれ、ガス吸着及びガス分離などの分野での応用が期待されている。
【0003】
多孔性材料は、通常は、固体状態で使用される。しかしながら、固体材料は、流動性及び成形性等の観点で、応用範囲に制限がある。そこで、近年では、固体以外の形態を有する、ソフトマテリアルとしての多孔性材料に関する研究も進められている。
【0004】
例えば、非特許文献１並びに特許文献１及び２は、いわゆる多孔性液体（Ｐｏｒｏｕｓ Ｌｉｑｕｉｄ）に関する技術を開示している。これらの開示は、有機カゴ分子（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃａｇｅ Ｍｏｌｅｃｕｌｅ）又はＭＯＦを液相で分散させることにより、永続的な多孔性（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｐｏｒｏｓｉｔｙ）を有する液体を提供することを目的としている。
【0005】
しかしながら、多孔性液体は、循環又はフロー系のシステムへの応用には適していると考えられるものの、成形性が求められる用途には、必ずしも適していない。
【0006】
ここで、一般に、ゲルは、液体及び固体の双方の利点を併せ持つ材料であり、フレキシブルな成形性に優れている。そこで、永続的な多孔性を示すゲルを作製するための研究も進められている。
【0007】
例えば、非特許文献２及び３には、ＭＯＦ又は金属有機多面体（Ｍｅｔａｌ－Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｏｌｙｈｅｄｒａ； ＭＯＰ）を含んだゲルが開示されている。これらの開示は、永続的な多孔性を示すゲルを提供することを目的としている。
【0008】
しかしながら、これらのゲルは、作製時に空孔中に捕らえられた溶媒分子又は気体分子を事前に除去するための活性化工程によって、必然的にエアロゲル（Ａｅｒｏｇｅｌ）に変化してしまう。このようなエアロゲルにおいては、永続的な多孔性が得られるものの、ゲル特有の粘弾性は喪われてしまっている。即ち、これらのゲルにおいては、エアロゲルへの変換を行うことなしに、ゲスト吸着特性を発揮させることができない。
【0009】
このように、本発明者らは、従来の多孔性ゲルでは、多孔性材料としてのゲスト吸着特性（永続的な多孔性）と、ゲルとしての物理的特性とを両立させることは困難であることを見出した。即ち、本発明者らは、多孔性材料としてのゲスト吸着特性を得るためにはゲルとしての物理的特性が犠牲となり、ゲルとしての物理的特性を保持するためには多孔性材料としてのゲスト吸着特性が犠牲となるというトレードオフ関係が存在することを見出した。
【0010】
そこで、本発明者らは、非特許文献４乃至６に示す発表において、リンカーによって互いに架橋された（ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｅｄ）ＭＯＰを用いた多孔性ゲルを報告した。このゲルは、ゲル特有の粘弾性と永続的な多孔性とを併せ持っている。
【0011】
しかしながら、上記のＭＯＰゲルにおいては、ＭＯＰ同士がリンカーによる共有結合又は配位結合によって架橋されている必要がある。このような化学ゲルの形成は、不可逆反応であり、いったんゲルが形成されると、その再形成は困難である。また、一般に、ＭＯＰは、ＭＯＦと比較して、製造コストが著しく高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【特許文献1】国際公開第２０１８／２０６９７７号パンフレット
【特許文献2】国際公開第２０２０／０５３５８９号パンフレット
【非特許文献】
【0013】
【非特許文献1】Giri, N., Del Popolo, M., Melaugh, G. et al. Liquids with permanent porosity. Nature 527, 216-220 (2015)
【非特許文献2】Carne-Sanchez, A., Craig, G.A., Larpent, P. et al. Self-assembly of metal-organic polyhedra into supramolecular polymers with intrinsic microporosity. Nat Commun 9, 2506 (2018)
【非特許文献3】Jigwei Hou, Adam F. Sapnik and Thomas D. Bennett, Metal-Organic framework gels and monoliths, Chem. Sci. 2020, 11, 310
【非特許文献4】Zaoming Wang et al. Liquid exchange method to fabricate permanently porous gels based on metal-organic polyhedra, JSCC Nagoya, 22nd September 2019
【非特許文献5】Zaoming Wang et al. Liquid exchange method to fabricate permanently porous gels based on metal-organic polyhedra, ICNM, 2nd October 2019
【非特許文献6】Zaoming Wang and Shuhei Furukawa, Synthesis of gels from metal organic polyhedra demonstrating permanent porosity, The 1st KU-UNIST Joint Symposium on Chemistry and Materials Science, 24th October 2019
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
そこで、本発明は、ゲルとしての物理的特性と、多孔性材料としてのゲスト吸着特性とを併せ持つ、新しいタイプの物理ゲルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明の態様は、例えば、以下の通りである。
［１］分子内に空孔を有する金属有機構造体と、前記空孔を占有できない大きさの分子サイズを有するサイズ排除溶媒と、を含み、前記金属有機構造体は、前記空孔内に少なくとも１種類のゲスト分子を吸着できるように構成されており、前記金属有機構造体は、複数の粒子を形成しており、前記複数の粒子は、物理的な凝集力によって互いに結合してネットワーク構造を形成しており、周囲条件下、少なくとも１つの角周波数ω０において、貯蔵弾性率Ｅ’（ω０）が損失弾性率Ｅ’’（ω０）より大きい、多孔性ゲル。
［２］前記サイズ排除溶媒は、標準圧力における沸点が２００℃以上である、［１］に記載の多孔性ゲル。
［３］前記サイズ排除溶媒は、液体高分子、イオン性液体、及び、クラウンエーテルからなる群より選択される少なくとも１つである、［１］又は［２］に記載の多孔性ゲル。
［４］前記多孔性ゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、０．５ｃｍ３／ｇ以上である、［１］乃至［３］の何れかに記載の多孔性ゲル。
［５］前記多孔性ゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧での単位質量当たりのＣＯ２吸着量は、前記サイズ排除溶媒の３０３Ｋ及び飽和蒸気圧での単位質量当たりのＣＯ２吸着量の２倍以上である、［１］乃至［４］の何れかに記載の多孔性ゲル。
［６］前記多孔性ゲルに占める前記金属有機構造体の含有量は、１質量％乃至５０質量％の範囲内にある、［１］乃至［５］の何れかに記載の多孔性ゲル。
［７］前記ネットワーク構造の少なくとも一部を破壊することによってゾルに変換できるように構成されている、［１］乃至［６］の何れかに記載の多孔性ゲル。
［８］［１］乃至［７］の何れかに記載の多孔性ゲルを含んだガス吸着システム。
［９］［１］乃至［７］の何れかに記載の多孔性ゲルを含んだガス分離システム。
［１０］分子内に空孔を有する金属有機構造体と第１の溶媒とを含んだ前駆体ゲルを形成する工程と、前記前駆体ゲルにおいて前記第１の溶媒を第２の溶媒に交換する工程と、を含み、前記第１の溶媒は、前記空孔を占有できる大きさの分子サイズを有しており、前記第２の溶媒は、前記空孔を占有できない大きさの分子サイズを有している、多孔性ゲルの製造方法。
［１１］前記空孔中に存在している気体又は液体分子を除去する活性化工程を更に含んでいる、［１０］に記載の方法。
［１２］前記第２の溶媒は、標準圧力における沸点が２００℃以上である、［１０］又は［１１］に記載の方法。
［１３］前記第２の溶媒は、液体高分子、イオン性液体、及び、クラウンエーテルからなる群より選択される少なくとも１つである、［１０］乃至［１２］の何れかに記載の方法。
［１４］前記第１の溶媒を前記第２の溶媒に交換する工程は、前記第１の溶媒を第３の溶媒に交換する工程と、前記第３の溶媒を前記第２の溶媒に交換する工程と、を含んでいる、［１０］乃至［１３］の何れかに記載の方法。
［１５］前記第３の溶媒は、前記第１の溶媒と比較して、前記第２の溶媒との混和性がより高い、［１４］に記載の方法。
［１］分子内に空孔を有する金属有機構造体と、前記空孔を占有できない大きさの分子サイズを有するサイズ排除溶媒と、を含み、前記金属有機構造体は、前記空孔内に少なくとも１種類のゲスト分子を吸着できるように構成されており、前記金属有機構造体は、複数の粒子を形成しており、前記複数の粒子は、物理的な凝集力によって互いに結合してネットワーク構造を形成しており、周囲条件下、少なくとも１つの角周波数ω０において、貯蔵弾性率Ｅ’（ω０）が損失弾性率Ｅ’’（ω０）より大きい、多孔性ゲル。
［２］前記サイズ排除溶媒は、標準圧力における沸点が２００℃以上である、［１］に記載の多孔性ゲル。
［３］前記サイズ排除溶媒は、液体高分子、イオン性液体、及び、クラウンエーテルからなる群より選択される少なくとも１つである、［１］又は［２］に記載の多孔性ゲル。
［４］前記多孔性ゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、０．５ｃｍ３／ｇ以上である、［１］乃至［３］の何れかに記載の多孔性ゲル。
［５］前記多孔性ゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧での単位質量当たりのＣＯ２吸着量は、前記サイズ排除溶媒の３０３Ｋ及び飽和蒸気圧での単位質量当たりのＣＯ２吸着量の２倍以上である、［１］乃至［４］の何れかに記載の多孔性ゲル。
［６］前記多孔性ゲルに占める前記金属有機構造体の含有量は、１質量％乃至５０質量％の範囲内にある、［１］乃至［５］の何れかに記載の多孔性ゲル。
［７］前記ネットワーク構造の少なくとも一部を破壊することによってゾルに変換できるように構成されている、［１］乃至［６］の何れかに記載の多孔性ゲル。
［８］［１］乃至［７］の何れかに記載の多孔性ゲルを含んだガス吸着システム。
［９］［１］乃至［７］の何れかに記載の多孔性ゲルを含んだガス分離システム。
［１０］分子内に空孔を有する金属有機構造体と第１の溶媒とを含んだ前駆体ゲルを形成する工程と、前記前駆体ゲルにおいて前記第１の溶媒を第２の溶媒に交換する工程と、を含み、前記第１の溶媒は、前記空孔を占有できる大きさの分子サイズを有しており、前記第２の溶媒は、前記空孔を占有できない大きさの分子サイズを有している、多孔性ゲルの製造方法。
［１１］前記空孔中に存在している気体又は液体分子を除去する活性化工程を更に含んでいる、［１０］に記載の方法。
［１２］前記第２の溶媒は、標準圧力における沸点が２００℃以上である、［１０］又は［１１］に記載の方法。
［１３］前記第２の溶媒は、液体高分子、イオン性液体、及び、クラウンエーテルからなる群より選択される少なくとも１つである、［１０］乃至［１２］の何れかに記載の方法。
［１４］前記第１の溶媒を前記第２の溶媒に交換する工程は、前記第１の溶媒を第３の溶媒に交換する工程と、前記第３の溶媒を前記第２の溶媒に交換する工程と、を含んでいる、［１０］乃至［１３］の何れかに記載の方法。
［１５］前記第３の溶媒は、前記第１の溶媒と比較して、前記第２の溶媒との混和性がより高い、［１４］に記載の方法。
【発明の効果】
【0016】
本発明によると、ゲルとしての物理的特性と、多孔性材料としてのゲスト吸着特性とを併せ持つ、新しいタイプの物理ゲルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図34】図３４は、実施例１１に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＢＴＣ／［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］）、対応するエアロゲル（Ａｌ－ＢＴＣ）、及び、対応するサイズ排除溶媒（［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］）のＴＧＡプロファイルを示している。
【図37】図３７は、実施例１２に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＡＤＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）、対応するエアロゲル（Ａｌ－ＡＤＣ）、及び、対応するサイズ排除溶媒（［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）のＴＧＡプロファイルを示している。
【図39】図３９は、実施例１３に係る多孔性ゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）、対応するエアロゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ）、及び、対応するサイズ排除溶媒（［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）のＴＧＡプロファイルを示している。
【図42】図４２は、実施例１４に係る多孔性ゲル（Ｇａ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）、対応するエアロゲル（Ｇａ－ＢＴＣ）、及び、対応するサイズ排除溶媒（［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）のＴＧＡプロファイルを示している。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の一態様に係る多孔性ゲル及びその製造方法について説明する。また、併せて、上記の多孔性ゲルを含んだガス吸着システム及びガス分離システムについても説明する。なお、図面又は化学式を参照する場合、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号又は記号を付し、重複する説明は省略する。
【0019】
本発明の一態様に係る多孔性ゲルは、分子内に空孔を有する金属有機構造体（ＭＯＦ）と、上記空孔を占有できない大きさの分子サイズを有するサイズ排除溶媒（Ｓｉｚｅ－Ｅｘｃｌｕｄｅｄ Ｓｏｌｖｅｎｔ）と、を含んでいる。このＭＯＦは、上記空孔内に少なくとも１種類のゲスト分子を吸着できるように構成されている。また、上記のＭＯＦは、複数の粒子を形成しており、これらの複数の粒子は、物理的な凝集力によって互いに結合してネットワーク構造を形成している。即ち、本態様に係る多孔性ゲルは、ゲル化剤（Ｇｅｌａｔｏｒ）としてのＭＯＦと、膨潤剤（Ｓｗｅｌｌｉｎｇ Ａｇｅｎｔ）としてのサイズ排除溶媒と、を含んでいる。なお、このネットワーク構造は、典型的には、コロイドネットワーク構造である。また、ここで「粒子」とは、２つ以上の分子から構成される凝集体を意味しており、その形状に制限はない。上記複数の粒子の各々は、例えば、球のような０次元状であってもよく、ロッド又はファイバのような１次元状であってもよく、シートのような２次元状であってもよい。上記複数の粒子の各々は、典型的には、ナノ粒子である。更に、ここで「物理的な凝集力」とは、共有結合、配位結合、及びイオン結合などの明確な化学的な結合を介さない、非共有結合的な分子間相互作用を意味している。
【0020】
上記のＭＯＦとしては、例えば、後述する前駆体ゲルを形成し得るものを使用することができる。即ち、上記のＭＯＦとしては、複数のＭＯＦ粒子が物理的な凝集力によって互いに結合してネットワーク構造を形成し得るものを使用することができる。このような前駆体ゲルは、例えば、ＭＯＦ又はその原料と溶媒とを含む系において、ナノ粒子の形成及びその凝集の速度を制御することにより得られる（例えば、非特許文献３を参照）。なお、ＭＯＦは、結晶質であってもよく、非晶質であってもよい。
【0021】
使用し得るＭＯＦの種類に制限はない。金属イオンの種類及び配位数と、多座配位子の種類及びトポロジーとを適切に組み合わせることにより、所望の構造を有するＭＯＦを製造することができる。ＭＯＦは、２種類以上の金属元素を含んでいてもよく、２種類以上の多座配位子を含んでいてもよい。ＭＯＦは、典型的には、金属イオン供与体と多座配位子とを反応させることによって合成される。
【0022】
金属イオン供与体を構成する金属元素としては、例えば、アルカリ金属（第１族）、アルカリ土類金属（第２族）、及び遷移金属（第３族～第１２族）に属する任意の元素が挙げられる。金属元素は、典型的には、マグネシウム、カルシウム、鉄、アルミニウム、亜鉛、銅、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、ガリウム、インジウム、及びクロムからなる群より選択される。金属イオン供与体は、複数の金属元素を含んでいてもよい。或いは、互いに異なった金属元素を含んだ複数の金属イオン供与体を併用してもよい。
【0023】
金属イオン供与体としては、典型的には、金属塩が用いられる。金属イオン供与体は、有機塩であっても無機塩であってもよい。金属イオン供与体は、典型的には、水酸化塩、炭酸塩、酢酸塩、硫酸塩、硝酸塩及び塩化物塩からなる群より選択される。互いに同一の金属元素を含んだ複数の金属イオン供与体を併用してもよい。金属イオン供与体は、いわゆる二次構造単位（ＳＢＵ： Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｕｎｉｔ）の形態であってもよい。このような二次構造単位としては、既知のＭＯＦの合成に用いられる任意のものを選択することができる。
【0024】
多座配位子は、典型的には有機多座配位子であり、例えば、カルボン酸アニオン、アミン化合物、スルホン酸アニオン、リン酸アニオン、及び複素環化合物からなる群より選択される。カルボン酸アニオンとしては、例えば、ジカルボン酸又はトリカルボン酸アニオンが挙げられる。具体的には、例えば、クエン酸、リンゴ酸、テレフタル酸、イソフタル酸、トリメシン酸、及びこれらの誘導体のアニオンが挙げられる。複素環化合物としては、例えば、ビピリジン、イミダゾール、アデニン、及びこれらの誘導体が挙げられる。複数の多座配位子を用いてもよい。
【0025】
前駆体ゲルを形成し得るＭＯＦの例を以下の表１に挙げる。これらはあくまで例示であり、他のＭＯＦの使用を妨げるものではない。
【表1-1】
【表1-2】
【表1-3】
【0026】
表１中に引用した文献のリストは以下の通りである。
Ａ１：Bart Bueken et al. Gel-based morphological design of zirconium metal-organic frameworks. Chem. Sci., 2017, 8, 3939-3948
Ａ２：Tian Tian et al. Mechanically and chemically robust ZIF-8 monoliths with high volumetric adsorption capacity. J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 2999-3005
Ａ３：Abhijeet K. Chaudhari et al. Multifunctional Supramolecular Hybrid Materials Constructed from Hierarchical Self-Ordering of In Situ Generated Metal-Organic Framework (MOF) Nanoparticles. Advanced Materials, Volume 27, Issue 30, August 12, 2015, 4438-4446
Ａ４：Li, L., Xiang, S., Cao, S. et al. A synthetic route to ultralight hierarchically micro/mesoporous Al(III)-carboxylate metal-organic aerogels. Nat Commun 4, 1774 (2013)
Ａ１：Bart Bueken et al. Gel-based morphological design of zirconium metal-organic frameworks. Chem. Sci., 2017, 8, 3939-3948
Ａ２：Tian Tian et al. Mechanically and chemically robust ZIF-8 monoliths with high volumetric adsorption capacity. J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 2999-3005
Ａ３：Abhijeet K. Chaudhari et al. Multifunctional Supramolecular Hybrid Materials Constructed from Hierarchical Self-Ordering of In Situ Generated Metal-Organic Framework (MOF) Nanoparticles. Advanced Materials, Volume 27, Issue 30, August 12, 2015, 4438-4446
Ａ４：Li, L., Xiang, S., Cao, S. et al. A synthetic route to ultralight hierarchically micro/mesoporous Al(III)-carboxylate metal-organic aerogels. Nat Commun 4, 1774 (2013)
【0027】
上述した通り、本態様に係る多孔性ゲルを構成するＭＯＦは、分子内に空孔を有しており、且つ、上記空孔内に少なくとも１種類のゲスト分子を吸着できるように構成されている。即ち、この多孔性ゲルは、永続的な多孔性を有しており、上記ゲスト分子に対する吸着材としても使用し得る。このゲスト分子は、気体分子であってもよく、液体分子であってもよい。
【0028】
ゲスト分子が気体分子である場合、その例としては、水素；酸素；窒素；一酸化炭素；二酸化炭素；亜酸化窒素、一酸化窒素、及びアンモニアなどの窒素化合物；硫化水素及び二酸化硫黄などの硫黄化合物；メタン、エタン、及びプロパン、及びアセチレンなどの脂肪族炭化水素；アルゴン及びキセノンなどの希ガス；並びに、塩素及び臭化水素などのハロゲン化合物が挙げられる。気体分子は、水蒸気を構成する水分子であってもよい。また、気体分子は、後述する液体分子が気化した蒸気であってもよい。
【0029】
ゲスト分子が液体分子である場合、その例としては、ｎ－ヘキサンなどの脂肪族炭化水素；ベンゼン、トルエン、及びジクロロベンゼンなどの芳香族炭化水素；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、及び１，４－ジオキサンなどのエーテル；クロロホルム及びジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素；酢酸エチルなどのエステル；アセトンなどのケトン；アセトニトリルなどのニトリル；Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などのアミド；ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などのスルホキシド；ギ酸及び酢酸などのカルボン酸；メタノール、エタノール、ｎ―プロパノール、ｉ－プロパノール、及びｎ―ブタノールなどのアルコール；並びに、水が挙げられる。なお、ゲスト分子は、これらの液体分子の蒸気としての気体分子であってもよい。
【0030】
本態様に係る多孔性ゲルは、例えば、二酸化炭素分子を吸着するように構成されている。本態様に係る多孔性ゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、例えば０．５ｃｍ３／ｇ以上であり、好ましくは０．８ｃｍ３／ｇ以上であり、より好ましくは１．０ｃｍ３／ｇ以上である。また、本態様に係る多孔性ゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧での単位質量当たりのＣＯ２吸着量は、サイズ排除溶媒単独の場合のそれと比較して、例えば２．０倍以上であり、好ましくは２．５倍以上であり、より好ましくは３．０倍以上である。なお、ここで、上記のＣＯ２吸着量は、サンプルを１２０℃で１２時間に亘って活性化した後に、ＢＥＬＳＯＲＰ－ｍａｘ（マイクロトラック・ベル株式会社）を用いて測定した値を基準としている。
【0031】
上述した通り、本態様に係る多孔性ゲルを構成するＭＯＦは、複数の粒子を形成しており、これらの複数の粒子は、物理的な凝集力によって互いに結合してネットワーク構造を形成している。この多孔性ゲルは、典型的には、非共有結合的にコロイドネットワークを形成している物理ゲルであり、上記のネットワーク構造の内部には、後述するサイズ排除溶媒が包摂されている。
【0032】
上記の複数の粒子の各々は、典型的には、１ｎｍ乃至１００ｎｍの直径を有するナノサイズのコロイド粒子である。即ち、上記の多孔性ゲルは、典型的には、コロイドゲル（Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｇｅｌ）である。
【0033】
上記のコロイドゲルは、例えば、１００ｎｍ乃至１０ｃｍ又はそれ以上のサイズで作成することができる。上記のコロイドゲルのサイズが１μｍより小さい場合、このゲルは、ナノゲル（Ｎａｎｏｇｅｌ）又はナノ粒子ゲル（Ｇｅｌ Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ）である。
【0034】
上述した通り、本態様に係る多孔性ゲルを構成するサイズ排除溶媒は、ＭＯＦの空孔を占有できない大きさの分子サイズを有している。このようなサイズ排除溶媒を用いることにより、多孔性ゲルにおいて、ＭＯＦの空孔を利用したゲスト吸着特性と、ゲルとしての物理的特性とを、両立させることが可能となる。より具体的には、この多孔性ゲルは、上述した活性化工程を経た後においても、ゲルとしての粘弾性を維持することができる。
【0035】
サイズ排除溶媒は、高沸点であるか、及び／又は、低揮発性（又は不揮発性）であることが好ましい。サイズ排除溶媒は、例えば、標準圧力における沸点が２００℃以上である。このような場合、多孔性ゲル中のサイズ排除溶媒が蒸発し難いため、より安定した多孔性ゲルが得られる。また、上記の活性化工程に対する安定性もより高くなる。
【0036】
サイズ排除溶媒としては、例えば、液体高分子、イオン性液体、及び、クラウンエーテルからなる群より選択される少なくとも１つの溶媒を使用することができる。液体高分子としては、例えば、ＰＥＧ（ＰＥＧ－４００；分子量：約４００、１０１３ｈＰａにおける沸点：２００℃以上、２０℃における蒸気圧：０．１ｈＰａ未満）、ＰＤＭＳ－ＯＨ（沸点：２００℃以上、粘度：約６５ｃｓｔ）、ＰＤＭＳ－ＰＨ、又は、類似の高分子を使用することができる。イオン性液体としては、例えば、［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］（発火点：約２８８℃、蒸気圧：０．０００１２５ｈＰａ未満）、［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］（１０１３ｈＰａにおける沸点：約３５０℃）、［Ｂｐｙ］［ＮＴｆ２］、［Ｎ８，８，８，１］［ＮＴＦ２］、又は、類似のイオン性液体を使用することができる。クラウンエーテルとしては、例えば、１５－クラウン－５（０．０５Ｔｏｒｒにおける沸点：約９５℃、引火点：１１３℃）、又は、１８－クラウン－６（融点：約４０℃、０．２Ｔｏｒｒにおける沸点：１１６℃）を使用することができる。サイズ排除溶媒は、これらのカテゴリ以外のものから選択されてもよい。サイズ排除溶媒の具体的な種類は、使用するＭＯＦの空孔サイズ等に応じて、適宜選択することができる。
【0037】
本態様に係る多孔性ゲルは、周囲条件下、少なくとも１つの角周波数ω０において、貯蔵弾性率Ｅ’（ω０）が損失弾性率Ｅ’’（ω０）より大きい。即ち、この多孔性ゲルは、ゲル特有の粘弾性を有している。したがって、この多孔性ゲルにおいては、ＭＯＦの空孔を利用したゲスト吸着特性と、ゲルとしての物理的特性とが、両立している。
【0038】
なお、この測定は、ＡＲ－Ｇ２レオメータ（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）を用いて、以下のようにして行う。まず、サンプルを、約１ｍｍの厚さで、スライドガラス上に載せる。このスライドガラスを上記の装置にセットし、線形領域内（初期ひずみは１．５％に固定）において、１％ひずみ振幅の圧縮モードで、周波数掃引による測定を行う。周波数掃引は、０．１ｒａｄ／ｓ乃至１００ｒａｄ／ｓの範囲で行う。そして、この範囲内で、Ｅ’（ω０）＞Ｅ’’（ω０）となる周波数ω０が存在しているかどうかを調べる。
【0039】
上述した通り、本態様に係る多孔性ゲルは、ＭＯＦ粒子同士の凝集力を利用した物理ゲルである。物理ゲルは、非共有結合的に形成される可逆ゲルであり、典型的には、外部刺激によって再び可溶化することができる。即ち、本態様に係る多孔性ゲルは、典型的には、上述したネットワーク構造の少なくとも一部を破壊することによって、ゾルに変換することができる。更に、このゾルは、典型的には、再びゲルに戻すことが可能である。このような可逆的なプロセスを利用すると、例えば、いったん成形された多孔性ゲルの形状を、ゾル化及び再ゲル化によって、異なった形状に自在に変換することができる。
【0040】
上記の外部刺激としては、例えば、ＭＯＦの濃度、溶媒の組成、及びｐＨなどの変化が挙げられる。上記の外部刺激として、超音波処理（ｓｏｎｉｃａｔｉｏｎ）などの混合及び分散促進プロセス、並びに、振盪器による撹拌処理などによる機械刺激を用いてもよい。ここで、上記の外部刺激には、加熱などの温度変化が含まれないことが好ましい。即ち、本態様に係る多孔性ゲルは、活性化工程で適用される程度の穏やかな加熱に対しては安定であることが好ましい。
【0041】
本態様に係る多孔性ゲルにおいて、ゲルに占めるＭＯＦの含有量は、例えば１質量％以上であり、好ましくは２質量％以上であり、より好ましくは４質量％以上である。また、ゲルに占めるＭＯＦの含有量は、例えば５０質量％以下であり、好ましくは４０質量％以下であり、より好ましくは３０質量％である。これら上限及び下限の任意の組合せが可能である。この含有量が過度に小さいと、ゲスト分子の吸着量が不充分になることがある。この含有量が過度に大きいと、ゲルの形成が困難になるか、又は、ゲルの粘弾性が不充分になることがある。なお、本態様に係る多孔性ゲルは、２種類以上のＭＯＦを含んでいてもよく、２種類以上のサイズ排除溶媒を含んでいてもよい。
【0042】
多孔性ゲルに占めるＭＯＦの含有量は、以下のようにして求める。即ち、多孔性ゲル、対応するエアロゲル、及び、対応するサイズ排除溶媒の３つのサンプルを準備し、熱重量分析（Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ；ＴＧＡ）測定を行う。この測定は、窒素雰囲気下、各サンプルを３０℃から５００℃まで、１０℃／ｍｉｎの速さで加熱することによって行う。そして、各サンプルについて、５００℃における残渣量（質量％）を測定する。
【0043】
ここで、各記号を、
ＲPG：多孔性ゲルの残渣量
ＲAG：エアロゲルの残渣量
ＲＳＥＳ：サイズ排除溶媒の残渣量
ｃＭＯＦ：多孔性ゲルに占めるＭＯＦの含有比
のように定義すると、多孔性ゲルはＭＯＦ及びサイズ排除溶媒を含み、エアロゲルはＭＯＦのみを含んでいることから、以下の関係式が成立する。
ＲPG：多孔性ゲルの残渣量
ＲAG：エアロゲルの残渣量
ＲＳＥＳ：サイズ排除溶媒の残渣量
ｃＭＯＦ：多孔性ゲルに占めるＭＯＦの含有比
のように定義すると、多孔性ゲルはＭＯＦ及びサイズ排除溶媒を含み、エアロゲルはＭＯＦのみを含んでいることから、以下の関係式が成立する。
【数1】
【0044】
したがって、ｃＭＯＦ及びその百分率表記ＣＭＯＦは、以下の式によって求められる。このようにして、多孔性ゲルに占めるＭＯＦの含有量ＣＭＯＦ（質量％）が求められる。
【数2】
【数3】
【0045】
上記の多孔性ゲルは、例えば、以下のようにして製造することができる。即ち、まず、分子内に空孔を有するＭＯＦと第１の溶媒とを含んだ前駆体ゲルを形成する。次に、この前駆体ゲルにおいて、第１の溶媒を第２の溶媒に交換する。ここで、第１の溶媒は、上記空孔を占有できる大きさの分子サイズを有しており、第２の溶媒は、上記空孔を占有できない大きさの分子サイズを有している。即ち、第２の溶媒は、上述したサイズ排除溶媒と同一である。
【0046】
図１は、本発明の一態様に係る多孔性ゲルの製造方法を示す概念図である。図１に示す例では、まず、金属イオン供与体と多座配位子とが反応して、複数のＭＯＦ粒子が形成される。次に、これら複数の粒子が物理的な凝集力によって互いに結合してネットワーク構造を形成することにより、前駆体ゲルが形成される。その後、溶媒交換プロセスによって、本態様に係る多孔性ゲルが形成される。なお、上記の多孔性ゲルは、これ以外の方法によって製造してもよい。
【0047】
上記の前駆体ゲルとしては、例えば、先に説明した既知のＭＯＦゲルを使用することができる。この前記体ゲルにおいては、複数のＭＯＦ粒子が物理的な凝集力によって互いに結合してネットワーク構造を形成しており、そのネットワーク構造内に、第１の溶媒が包摂されている。また、この前駆体ゲルにおいては、ＭＯＦの空孔は、典型的には、第１の溶媒、又は、合成時に系中に存在していた気体分子によって占有されている。
【0048】
第１の溶媒としては、例えば、前駆体ゲルの調製に使用される溶媒を用いることができる。第１の溶媒の例としては、先にゲスト分子としての液体分子として例示したものが挙げられる。第１の溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などのアミド、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などのスルホキシド、アセトンなどのケトン、メタノール、エタノール、ｎ―プロパノール、ｉ－プロパノール、及びｎ―ブタノールなどのアルコール、又は、水が挙げられる。第１の溶媒として、複数の溶媒の混合物を使用してもよい。
【0049】
第2の溶媒としては、例えば、先に説明したサイズ排除溶媒を用いることができる。第1の溶媒から第２の溶媒への溶媒交換は、例えば、浸漬法によって行われる。この溶媒交換によって、第１の溶媒の大部分は、第２の溶媒に置換される。なお、この状態において、ＭＯＦの空孔は、第１の溶媒、又は、合成時に系中に存在していた気体分子によって占有されていてもよい。但し、この空孔は、第２の溶媒によっては占有されない。第２の溶媒として、複数の溶媒の混合物を使用してもよい。
【0050】
上記の製造方法は、溶媒交換工程の後に、上記空孔中に存在している気体又は液体分子を除去する活性化工程を更に含んでいてもよい。この活性化工程は、例えば、多孔性ゲルを、第１の溶媒の沸点より高く且つ第２の溶媒の沸点より低い温度で加熱することを含んでいる。これにより、ＭＯＦの空孔を非占有状態とし、多孔性ゲルを、ゲスト分子の吸着により適した状態、即ち永続的な多孔性を有する状態にすることができる。
【0051】
また、上記の溶媒交換工程は、段階的に行ってもよい。即ち、第１の溶媒を第２の溶媒に交換する工程は、第１の溶媒を第３の溶媒に交換する工程と、第３の溶媒を第２の溶媒に交換する工程と、を含んでいてもよい。この場合、第３の溶媒は、典型的には、上記空孔を占有できる大きさの分子サイズを有している。第３の溶媒として、複数の溶媒の混合物を使用してもよい。
【0052】
第３の溶媒は、第1の溶媒と比較して、第2の溶媒との混和性（共溶媒混和性）がより高いことが好ましい。この場合、第３の溶媒から第２の溶媒への溶媒交換は、第1の溶媒から第2の溶媒への溶媒交換と比較して、熱力学的及び／又は速度論的に生じ易い。なお、第1の溶媒と第３の溶媒との間での混和性の比較は、実験的に決定することができる。例えば、この比較は、同量の第2の溶媒に、第１及び第３の溶媒をそれぞれ滴下して、両者の混合度を目視で観察することによって行うことができる。
【0053】
このようにして得られる多孔性ゲルにおいては、ＭＯＦ粒子が物理的な凝集力によって互いに結合してネットワーク構造を形成している。即ち、この多孔性ゲルは、可逆的なゾルゲル転移が可能な物理ゲルである。それゆえ、上記の方法によって得られる多孔性ゲルにおいては、ゾル状態を経て、ゲルを再形成することができる。即ち、上記の製造方法は、得られた多孔性ゲルをゾルに変換する工程と、上記ゾルを再度ゲルに戻す工程と、を更に含んでいてもよい。このような可逆的なプロセスを利用すると、例えば、いったん成形された多孔性ゲルの形状を、ゾル化及び再ゲル化によって、異なった形状に自在に変換することができる。
【0054】
以上の通り、本態様に係る多孔性ゲルは、ゲルとしての物理的特性と、多孔性材料としてのゲスト吸着特性とを併せ持つ、新しいタイプの物理ゲルである。このようなゲルは、従来の化学ゲルと比較して、成形をフレキシブルに行うことができる点でも有利である。また、広く研究が進んでいるＭＯＦを使用することにより、例えばＭＯＰを使用する場合と比較して、低コストでの製造が可能である。また、ＭＯＦを更に機能化することにより、多孔性ゲルに新たな特性を付与することも可能である。
【0055】
本態様に係る多孔性ゲルは、ＭＯＦの空孔が利用可能であるため、優れたゲスト吸着特性を示し得る。そのため、このようなゲルは、ガス吸着又はガス分離等の分野での応用が可能である。例えば、既存の多孔性材料を用いたガス吸着システム及びガス分離システムにおいて、多孔性材料を多孔性ゲルに置換することにより、新たなガス吸着システム及びガス分離システムが提供される。或いは、ゲルの物理的特性を活かして、従来の固体又は液体の多孔性材料とは異なった配置を行うことにより、新たなタイプのガス吸着システム及びガス分離システムが提供され得る。
【実施例0056】
上記の多孔性ゲルについて、実施例を参照しながら更に説明する。
【0057】
以下の各例において、ヒドロキシ末端ポリ（ジメチルシロキサン）〔ＰＤＭＳ－ＯＨ〕、及び、ポリ（ジメチルシロキサン－ｃｏ－メチルフェニルシロキサン）〔ＰＤＭＳ－Ｐｈ〕は、シグマアルドリッチ社から購入し、受け取ったままで使用した。１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］）、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）、ポリエチレングリコール４００（ＰＥＧ）、１，３，５－ベンゼントリカルボン酸（Ｈ３ＢＴＣ）、及び、５－アミノイソフタル酸（Ｈ２ＡＤＣ）は、東京化学工業（ＴＣＩ）から購入した。Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ、Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ、Ｇａ（ＮＯ３）３・ｎＨ２Ｏ、Ｉｎ（ＮＯ３）３・ｎＨ２Ｏは、ナカライテスクから提供されたものを使用した。溶媒は、和光純薬から購入したが、ＨＰＬＣグレードのものについては、フィッシャーケミカル社から購入した。
【0058】
（実施例１；Ａｌ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）
ＭＯＦとしてＡｌ－ＢＴＣ〔ＭＩＬ－１００（Ａｌ）〕を含み、サイズ排除溶媒としてＰＤＭＳ－ＯＨを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。
ＭＯＦとしてＡｌ－ＢＴＣ〔ＭＩＬ－１００（Ａｌ）〕を含み、サイズ排除溶媒としてＰＤＭＳ－ＯＨを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。
【0059】
Ａｌ－ＢＴＣ前駆体ゲルの合成
２１２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）の１，３，５－ベンゼントリカルボン酸と、３７５ｍｇ（１ｍｍｏｌ）のＡｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏとを、それぞれ、２．５ｍＬのエタノールに溶解させた。次に、この２つの溶液を、撹拌しながら混合した。得られた溶液を密封したシリンジに移し、８０℃で一晩加熱した。ゲル化後、次の洗浄手順のために、フレッシュなゲルをバイアルに移した。毎日フレッシュな溶媒に入れ替えて、エタノールで２回、アセトンで３回、ゲルを洗浄した。この段階において、得られたゲルは「前駆体ゲル」に相当し、エタノールは「第１の溶媒」に相当し、アセトンは「第３の溶媒」に相当している。
２１２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）の１，３，５－ベンゼントリカルボン酸と、３７５ｍｇ（１ｍｍｏｌ）のＡｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏとを、それぞれ、２．５ｍＬのエタノールに溶解させた。次に、この２つの溶液を、撹拌しながら混合した。得られた溶液を密封したシリンジに移し、８０℃で一晩加熱した。ゲル化後、次の洗浄手順のために、フレッシュなゲルをバイアルに移した。毎日フレッシュな溶媒に入れ替えて、エタノールで２回、アセトンで３回、ゲルを洗浄した。この段階において、得られたゲルは「前駆体ゲル」に相当し、エタノールは「第１の溶媒」に相当し、アセトンは「第３の溶媒」に相当している。
【0060】
Ａｌ－ＢＴＣ前駆体ゲルの再形成
アセトンで洗浄する前のＡｌ－ＢＴＣ前駆体ゲルが「物理ゲル」であることを確かめるために、以下のような実験を行った。即ち、まず、得られたエタノール含有Ａｌ－ＢＴＣ前駆体ゲルに、エタノールを添加し、振盪器による撹拌処理及び超音波発生装置による超音波処理を行った。その後、得られたサンプルを、封止下において８０℃で加熱した。
アセトンで洗浄する前のＡｌ－ＢＴＣ前駆体ゲルが「物理ゲル」であることを確かめるために、以下のような実験を行った。即ち、まず、得られたエタノール含有Ａｌ－ＢＴＣ前駆体ゲルに、エタノールを添加し、振盪器による撹拌処理及び超音波発生装置による超音波処理を行った。その後、得られたサンプルを、封止下において８０℃で加熱した。
【0061】
図２は、Ａｌ－ＢＴＣ前駆体ゲルの可逆性に関する実験結果を示している。図示されているように、上記の第１の工程によって、Ａｌ－ＢＴＣ前駆体ゲルを、ゾル状態に戻すことができた。その後、上記の第２の工程によって、ゾルは、体積が約２倍のゲルとして再形成することができた。以上の結果から、Ａｌ－ＢＴＣ前駆体ゲルは、ネットワーク構造の破壊及び再形成によって、ゲル→ゾル→ゲルの可逆的な相転移を示すことが分かった。
【0062】
溶媒交換によるＡｌ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨゲルの合成
上記のようにして得られたアセトン中の前駆体ゲルを、ＰＤＭＳ－ＯＨに、毎日フレッシュなＰＤＭＳ－ＯＨに交換しながら、３日間にわたって浸漬させた。これにより、ゲル中のアセトンのほとんどがＰＤＭＳ－ＯＨに交換され、Ａｌ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨゲルが得られた。この段階において、得られたゲルは「多孔性ゲル」に相当し、Ａｌ－ＢＴＣは「ＭＯＦ」に相当し、ＰＤＭＳ－ＯＨは「サイズ排除溶媒」又は「第2の溶媒」に相当している。
上記のようにして得られたアセトン中の前駆体ゲルを、ＰＤＭＳ－ＯＨに、毎日フレッシュなＰＤＭＳ－ＯＨに交換しながら、３日間にわたって浸漬させた。これにより、ゲル中のアセトンのほとんどがＰＤＭＳ－ＯＨに交換され、Ａｌ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨゲルが得られた。この段階において、得られたゲルは「多孔性ゲル」に相当し、Ａｌ－ＢＴＣは「ＭＯＦ」に相当し、ＰＤＭＳ－ＯＨは「サイズ排除溶媒」又は「第2の溶媒」に相当している。
【0063】
ゲスト吸着特性
得られたサンプルが「多孔性」を有していることを確かめるために、ＣＯ２吸着測定を行った。具体的には、３０３ＫにおけるゲルのＣＯ２ガス吸着等温線を、ＢＥＬＳＯＲＰ－ｍａｘ容量吸着装置（マイクロトラック・ベル株式会社）で記録した。なお、ガス吸着測定の前に、サンプルを１２０℃で１２時間に亘って活性化した。
得られたサンプルが「多孔性」を有していることを確かめるために、ＣＯ２吸着測定を行った。具体的には、３０３ＫにおけるゲルのＣＯ２ガス吸着等温線を、ＢＥＬＳＯＲＰ－ｍａｘ容量吸着装置（マイクロトラック・ベル株式会社）で記録した。なお、ガス吸着測定の前に、サンプルを１２０℃で１２時間に亘って活性化した。
【0064】
図３は、実施例１に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）の３０３ＫにおけるＣＯ２ガス吸着等温線を示している。なお、図３及び以下に示す吸着測定データにおいて、塗りつぶしたデータ点は昇圧時の吸着量を示しており、白抜きのデータ点は降圧時の吸着量を示している。
【0065】
図３に示す通り、このゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、１．４３４ｃｍ３／ｇであった。この吸着量は、後述するＰＤＭＳ－ＯＨ単体の場合の吸着量（０．３２８ｃｍ３／ｇ）の約４．３７倍であった。この結果は、実施例１に係る多孔性ゲルにおいて、ＭＯＦの空孔が存在していることを示している。
【0066】
粘弾性
得られたサンプルが「ゲル」としての特性を有していることを確かめるために、粘弾性測定を行った。ゲルのレオロジー測定は、応力制御ＡＲ－Ｇ２レオメータ（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）を使用して行った。まず、合成後のゲルサンプルを、清潔なガラススライド（厚さ約１ｍｍ）に慎重に移し替えた。次に、ゲルをスライドガラスと共にレオメータに入れ、レオロジー試験を行った。ゲルの測定は、線形領域内（初期ひずみは１．５％に固定）にある１％ひずみ振幅の圧縮モードで、周波数掃引によって行った。
得られたサンプルが「ゲル」としての特性を有していることを確かめるために、粘弾性測定を行った。ゲルのレオロジー測定は、応力制御ＡＲ－Ｇ２レオメータ（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）を使用して行った。まず、合成後のゲルサンプルを、清潔なガラススライド（厚さ約１ｍｍ）に慎重に移し替えた。次に、ゲルをスライドガラスと共にレオメータに入れ、レオロジー試験を行った。ゲルの測定は、線形領域内（初期ひずみは１．５％に固定）にある１％ひずみ振幅の圧縮モードで、周波数掃引によって行った。
【0067】
図４は、実施例１に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）の圧縮モードにおける粘弾性測定の結果を示している。なお、図４及び以下に示す粘弾性測定データにおいて、塗りつぶしたデータ点は貯蔵弾性率Ｅ’を示しており、白抜きのデータ点は損失弾性率Ｅ’’を示している。
【0068】
図４に示す通り、このゲルにおいては、測定した全ての角周波数ωにおいて、Ｅ’（ω）＞Ｅ’’（ω）が成立していた。この結果は、実施例１に係る多孔性ゲルが、ゲルとしての物理的特性を有していることを示している。
【0069】
なお、図４に示すように、実施例１に係る多孔性ゲルにおいては、Ｅ’（ω）及びＥ’’（ω）共に、角周波数による変化は大きくなかった。また、Ｅ’（ω）は、Ｅ’’（ω）と比較して、約１オーダー大きかった。特に、１ｒａｄ／ｓにおける貯蔵弾性率Ｅ’（１）は、４０．７７ＭＰａであった。
【0070】
多孔性ゲルの再形成
以上のようにして得られた多孔性ゲル（Ａｌ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）が「物理ゲル」であることを確かめるために、以下のような実験を行った。即ち、まず、得られた多孔性ゲルの一部をエタノール溶媒中に入れて、振盪器による撹拌処理及び超音波発生装置による超音波処理を行った。次に、得られたサンプルを、シリンジ中に移動させた。その後、シリンジ中のサンプルを８０℃に加熱し、エタノールを除去した。
以上のようにして得られた多孔性ゲル（Ａｌ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）が「物理ゲル」であることを確かめるために、以下のような実験を行った。即ち、まず、得られた多孔性ゲルの一部をエタノール溶媒中に入れて、振盪器による撹拌処理及び超音波発生装置による超音波処理を行った。次に、得られたサンプルを、シリンジ中に移動させた。その後、シリンジ中のサンプルを８０℃に加熱し、エタノールを除去した。
【0071】
図５は、実施例１に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）の可逆性に関する実験結果を示している。図示されているように、上記の第１及び第２の工程によって、Ａｌ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨゲルを、ゾル状態に戻すことができた。その後、上記の第３の工程によって、得られたゾルを、ゲルとして再形成することができた。以上の結果から、Ａｌ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨゲルは、ネットワーク構造の破壊及び再形成によって、ゲル→ゾル→ゲルの可逆的な相転移を示すことが分かった。
【0072】
この結果は、実施例１に係る多孔性ゲルにおいて、ゾル化及び再ゲル化による可逆的な形態制御が可能であることを示唆している。なお、本例では、ＭＯＦの濃度及び溶媒の組成の変化並びに振盪器による撹拌処理及び超音波発生装置による超音波処理を代表的な外部刺激として用いたが、他の外部刺激を利用することも可能である。
【0073】
（実施例２；Ａｌ－ＡＤＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）
ＭＯＦとしてＡｌ－ＡＤＣ（ＣＡＵ－１０－ＮＨ２）を含み、サイズ排除溶媒としてＰＤＭＳ－ＯＨを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。
ＭＯＦとしてＡｌ－ＡＤＣ（ＣＡＵ－１０－ＮＨ２）を含み、サイズ排除溶媒としてＰＤＭＳ－ＯＨを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。
【0074】
Ａｌ－ＡＤＣ前駆体ゲルの合成
２１７ｍｇ（１．２ｍｍｏｌ）の５－アミノイソフタル酸と、４５０ｍｇ（１．２ｍｍｏｌ）のＡｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏとを、それぞれ、２ｍＬのエタノールに溶解させた。次に、この２つの溶液を、撹拌しながら混合した。得られた溶液を密封したシリンジに移し、８０℃で一晩加熱した。ゲル化後、次の洗浄手順のために、フレッシュなゲルをバイアルに移した。毎日フレッシュな溶媒に入れ替えて、エタノールで２回、アセトンで３回、ゲルを洗浄した。
２１７ｍｇ（１．２ｍｍｏｌ）の５－アミノイソフタル酸と、４５０ｍｇ（１．２ｍｍｏｌ）のＡｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏとを、それぞれ、２ｍＬのエタノールに溶解させた。次に、この２つの溶液を、撹拌しながら混合した。得られた溶液を密封したシリンジに移し、８０℃で一晩加熱した。ゲル化後、次の洗浄手順のために、フレッシュなゲルをバイアルに移した。毎日フレッシュな溶媒に入れ替えて、エタノールで２回、アセトンで３回、ゲルを洗浄した。
【0075】
Ａｌ－ＡＤＣ前駆体ゲルの再形成
アセトンで洗浄する前のＡｌ－ＡＤＣ前駆体ゲルが「物理ゲル」であることを確かめるために、実施例１において説明したのと同様の実験を行った。
アセトンで洗浄する前のＡｌ－ＡＤＣ前駆体ゲルが「物理ゲル」であることを確かめるために、実施例１において説明したのと同様の実験を行った。
【0076】
図６は、Ａｌ－ＡＤＣ前駆体ゲルの可逆性に関する実験結果を示している。図示されているように、上記の第１の工程によって、Ａｌ－ＡＤＣ前駆体ゲルを、ゾル状態に戻すことができた。その後、上記の第２の工程によって、ゾルは、体積が約２倍のゲルとして再形成することができた。以上の結果から、Ａｌ－ＡＤＣ前駆体ゲルは、ネットワーク構造の破壊及び再形成によって、ゲル→ゾル→ゲルの可逆的な相転移を示すことが分かった。
【0077】
溶媒交換によるＡｌ－ＡＤＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨゲルの合成
実施例１と同様の方法により、アセトンからＰＤＭＳ－ＯＨへの溶媒交換を行った。このようにして、Ａｌ－ＡＤＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨゲルを得た。
実施例１と同様の方法により、アセトンからＰＤＭＳ－ＯＨへの溶媒交換を行った。このようにして、Ａｌ－ＡＤＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨゲルを得た。
【0078】
ゲスト吸着特性
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
【0079】
図７は、実施例２に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＡＤＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）の３０３ＫにおけるＣＯ２ガス吸着等温線を示している。図７に示す通り、このゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、１．４３３ｃｍ３／ｇであった。この吸着量は、後述するＰＤＭＳ－ＯＨ単体の場合の吸着量（０．３２８ｃｍ３／ｇ）の約４．３７倍であった。この結果は、実施例２に係る多孔性ゲルにおいて、ＭＯＦの空孔が存在していることを示している。
【0080】
粘弾性
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
【0081】
図８は、実施例２に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＡＤＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）の圧縮モードにおける粘弾性測定の結果を示している。図８に示す通り、このゲルにおいては、ω＜３ｒａｄ／ｓの領域において、Ｅ’（ω）＞Ｅ’’（ω）が成立していた。この結果は、実施例２に係る多孔性ゲルが、ゲルとしての物理的特性を有していることを示している。
【0082】
なお、図８に示すように、実施例２に係る多孔性ゲルにおいては、角周波数によって、Ｅ’（ω）及びＥ’’（ω）の大小が逆転していた。即ち、このゲルは、チキソトロピー（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｙ）を示すことが分かった。また、１ｒａｄ／ｓにおける貯蔵弾性率Ｅ’（１）は、２２．２４ｋＰａであった。
【0083】
（実施例３；Ｆｅ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）
ＭＯＦとしてＦｅ－ＢＴＣ〔ＭＩＬ－１００（Ｆｅ）〕を含み、サイズ排除溶媒としてＰＤＭＳ－ＯＨを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。
ＭＯＦとしてＦｅ－ＢＴＣ〔ＭＩＬ－１００（Ｆｅ）〕を含み、サイズ排除溶媒としてＰＤＭＳ－ＯＨを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。
【0084】
Ｆｅ－ＢＴＣ前駆体ゲルの合成
２１２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）の１，３，５－ベンゼントリカルボン酸と、４０４ｍｇ（１ｍｍｏｌ）のＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏとを、それぞれ、５ｍＬのエタノールに溶解させた。次に、この２つの溶液を、撹拌しながら混合した。得られた溶液を密封したシリンジに移し、室温で数分間放置した。ゲル化後、次の洗浄手順のために、フレッシュなゲルをバイアルに移した。毎日フレッシュな溶媒に入れ替えて、エタノールで２回、アセトンで３回、ゲルを洗浄した。
２１２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）の１，３，５－ベンゼントリカルボン酸と、４０４ｍｇ（１ｍｍｏｌ）のＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏとを、それぞれ、５ｍＬのエタノールに溶解させた。次に、この２つの溶液を、撹拌しながら混合した。得られた溶液を密封したシリンジに移し、室温で数分間放置した。ゲル化後、次の洗浄手順のために、フレッシュなゲルをバイアルに移した。毎日フレッシュな溶媒に入れ替えて、エタノールで２回、アセトンで３回、ゲルを洗浄した。
【0085】
Ｆｅ－ＢＴＣ前駆体ゲルの再形成
アセトンで洗浄する前のＦｅ－ＢＴＣ前駆体ゲルが「物理ゲル」であることを確かめるために、第２の工程における加熱を封止下且つ８０℃で行う代わりに非封止下且つ４０℃で行ったことを除いては、実施例１において説明したのと同様にして、実験を行った。
アセトンで洗浄する前のＦｅ－ＢＴＣ前駆体ゲルが「物理ゲル」であることを確かめるために、第２の工程における加熱を封止下且つ８０℃で行う代わりに非封止下且つ４０℃で行ったことを除いては、実施例１において説明したのと同様にして、実験を行った。
【0086】
図９は、Ｆｅ－ＢＴＣ前駆体ゲルの可逆性に関する実験結果を示している。図示されているように、上記の第１の工程によって、Ｆｅ－ＢＴＣ前駆体ゲルを、ゾル状態に戻すことができた。その後、上記の第２の工程によって、ゾルをゲルとして再形成することができた。以上の結果から、Ｆｅ－ＢＴＣ前駆体ゲルは、ネットワーク構造の破壊及び再形成によって、ゲル→ゾル→ゲルの可逆的な相転移を示すことが分かった。
【0087】
溶媒交換によるＦｅ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨゲルの合成
実施例１と同様の方法により、アセトンからＰＤＭＳ－ＯＨへの溶媒交換を行った。このようにして、Ｆｅ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨゲルを得た。
実施例１と同様の方法により、アセトンからＰＤＭＳ－ＯＨへの溶媒交換を行った。このようにして、Ｆｅ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨゲルを得た。
【0088】
ゲスト吸着特性
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
【0089】
図１０は、実施例３に係る多孔性ゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）の３０３ＫにおけるＣＯ２ガス吸着等温線を示している。図１０に示す通り、このゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、１．５０５ｃｍ３／ｇであった。この吸着量は、後述するＰＤＭＳ－ＯＨ単体の場合の吸着量（０．３２８ｃｍ３／ｇ）の約４．５９倍であった。この結果は、実施例３に係る多孔性ゲルにおいて、ＭＯＦの空孔が存在していることを示している。
【0090】
粘弾性
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
【0091】
図１１は、実施例３に係る多孔性ゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）の圧縮モードにおける粘弾性測定の結果を示している。図１１に示す通り、このゲルにおいては、ω＜２ｒａｄ／ｓの領域において、Ｅ’（ω）＞Ｅ’’（ω）が成立していた。この結果は、実施例３に係る多孔性ゲルが、ゲルとしての物理的特性を有していることを示している。
【0092】
なお、図１１に示すように、実施例３に係る多孔性ゲルにおいては、角周波数によって、Ｅ’（ω）及びＥ’’（ω）の大小が逆転していた。即ち、このゲルは、チキソトロピー（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｙ）を示すことが分かった。また、１ｒａｄ／ｓにおける貯蔵弾性率Ｅ’（１）は、５７．４８ｋＰａであった。
【0093】
（実施例４；Ｇａ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）
ＭＯＦとしてＧａ－ＢＴＣ〔ＭＩＬ－６８（Ｇａ）〕を含み、サイズ排除溶媒としてＰＤＭＳ－ＯＨを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。
ＭＯＦとしてＧａ－ＢＴＣ〔ＭＩＬ－６８（Ｇａ）〕を含み、サイズ排除溶媒としてＰＤＭＳ－ＯＨを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。
【0094】
Ｇａ－ＢＴＣ前駆体ゲルの合成
２１２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）の１，３，５－ベンゼントリカルボン酸と、２５６ｍｇ（１ｍｍｏｌ）のＧａ（ＮＯ３）３・ｎＨ２Ｏとを、それぞれ、５ｍＬのエタノールに溶解させた。次に、この２つの溶液を、撹拌しながら混合した。得られた溶液を密封したシリンジに移し、４０℃で一晩加熱した。ゲル化後、次の洗浄手順のために、フレッシュなゲルをバイアルに移した。毎日フレッシュな溶媒に入れ替えて、エタノールで２回、アセトンで３回、ゲルを洗浄した。
２１２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）の１，３，５－ベンゼントリカルボン酸と、２５６ｍｇ（１ｍｍｏｌ）のＧａ（ＮＯ３）３・ｎＨ２Ｏとを、それぞれ、５ｍＬのエタノールに溶解させた。次に、この２つの溶液を、撹拌しながら混合した。得られた溶液を密封したシリンジに移し、４０℃で一晩加熱した。ゲル化後、次の洗浄手順のために、フレッシュなゲルをバイアルに移した。毎日フレッシュな溶媒に入れ替えて、エタノールで２回、アセトンで３回、ゲルを洗浄した。
【0095】
Ｇａ－ＢＴＣ前駆体ゲルの再形成
アセトンで洗浄する前のＧａ－ＢＴＣ前駆体ゲルが「物理ゲル」であることを確かめるために、実施例１において説明したのと同様の実験を行った。
アセトンで洗浄する前のＧａ－ＢＴＣ前駆体ゲルが「物理ゲル」であることを確かめるために、実施例１において説明したのと同様の実験を行った。
【0096】
図１２は、Ｇａ－ＢＴＣ前駆体ゲルの可逆性に関する実験結果を示している。図示されているように、上記の第１の工程によって、Ｇａ－ＢＴＣ前駆体ゲルを、ゾル状態に戻すことができた。その後、上記の第２の工程によって、ゾルは、体積が約２倍のゲルとして再形成することができた。以上の結果から、Ｇａ－ＢＴＣ前駆体ゲルは、ネットワーク構造の破壊及び再形成によって、ゲル→ゾル→ゲルの可逆的な相転移を示すことが分かった。
【0097】
溶媒交換によるＧａ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨゲルの合成
実施例１と同様の方法により、アセトンからＰＤＭＳ－ＯＨへの溶媒交換を行った。このようにして、Ｇａ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨゲルを得た。
実施例１と同様の方法により、アセトンからＰＤＭＳ－ＯＨへの溶媒交換を行った。このようにして、Ｇａ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨゲルを得た。
【0098】
ゲスト吸着特性
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
【0099】
図１３は、実施例４に係る多孔性ゲル（Ｇａ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）の３０３ＫにおけるＣＯ２ガス吸着等温線を示している。図１３に示す通り、このゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、１．４００ｃｍ３／ｇであった。この吸着量は、後述するＰＤＭＳ－ＯＨ単体の場合の吸着量（０．３２８ｃｍ３／ｇ）の約４．２７倍であった。この結果は、実施例４に係る多孔性ゲルにおいて、ＭＯＦの空孔が存在していることを示している。
【0100】
粘弾性
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
【0101】
図１４は、実施例４に係る多孔性ゲル（Ｇａ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）の圧縮モードにおける粘弾性測定の結果を示している。図１４に示す通り、このゲルにおいては、測定した全ての角周波数ωにおいて、Ｅ’（ω）＞Ｅ’’（ω）が成立していた。この結果は、実施例４に係る多孔性ゲルが、ゲルとしての物理的特性を有していることを示している。
【0102】
なお、図１４に示すように、実施例４に係る多孔性ゲルにおいては、Ｅ’（ω）及びＥ’’（ω）共に、角周波数に対して単調増加していた。また、Ｅ’（ω）は、Ｅ’’（ω）と比較して、約１オーダー大きかった。特に、１ｒａｄ／ｓにおける貯蔵弾性率Ｅ’（１）は、３４．４３ｋＰａであった。
【0103】
（実施例５；Ｉｎ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）
ＭＯＦとしてＩｎ－ＢＴＣ〔ＭＩＬ－６８（Ｉｎ）〕を含み、サイズ排除溶媒としてＰＤＭＳ－ＯＨを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。
ＭＯＦとしてＩｎ－ＢＴＣ〔ＭＩＬ－６８（Ｉｎ）〕を含み、サイズ排除溶媒としてＰＤＭＳ－ＯＨを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。
【0104】
Ｉｎ－ＢＴＣ前駆体ゲルの合成
２１２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）の１，３，５－ベンゼントリカルボン酸と、３０１ｍｇ（１ｍｍｏｌ）のＩｎ（ＮＯ３）３・ｎＨ２Ｏとを、それぞれ、５ｍＬのエタノールに溶解させた。次に、この２つの溶液を、撹拌しながら混合した。得られた溶液を密封したシリンジに移し、４０℃で一晩加熱した。ゲル化後、次の洗浄手順のために、フレッシュなゲルをバイアルに移した。毎日フレッシュな溶媒に入れ替えて、エタノールで２回、アセトンで３回、ゲルを洗浄した。
２１２ｍｇ（１ｍｍｏｌ）の１，３，５－ベンゼントリカルボン酸と、３０１ｍｇ（１ｍｍｏｌ）のＩｎ（ＮＯ３）３・ｎＨ２Ｏとを、それぞれ、５ｍＬのエタノールに溶解させた。次に、この２つの溶液を、撹拌しながら混合した。得られた溶液を密封したシリンジに移し、４０℃で一晩加熱した。ゲル化後、次の洗浄手順のために、フレッシュなゲルをバイアルに移した。毎日フレッシュな溶媒に入れ替えて、エタノールで２回、アセトンで３回、ゲルを洗浄した。
【0105】
溶媒交換によるＩｎ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨゲルの合成
実施例１と同様の方法により、アセトンからＰＤＭＳ－ＯＨへの溶媒交換を行った。このようにして、Ｉｎ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨゲルを得た。
実施例１と同様の方法により、アセトンからＰＤＭＳ－ＯＨへの溶媒交換を行った。このようにして、Ｉｎ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨゲルを得た。
【0106】
ゲスト吸着特性
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
【0107】
図１５は、実施例５に係る多孔性ゲル（Ｉｎ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）の３０３ＫにおけるＣＯ２ガス吸着等温線を示している。図１５に示す通り、このゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、１．７２１ｃｍ３／ｇであった。この吸着量は、後述するＰＤＭＳ－ＯＨ単体の場合の吸着量（０．３２８ｃｍ３／ｇ）の約５．２５倍であった。この結果は、実施例５に係る多孔性ゲルにおいて、ＭＯＦの空孔が存在していることを示している。
【0108】
粘弾性
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
【0109】
図１６は、実施例５に係る多孔性ゲル（Ｉｎ－ＢＴＣ／ＰＤＭＳ－ＯＨ）の圧縮モードにおける粘弾性測定の結果を示している。図１６に示す通り、このゲルにおいては、測定した全ての角周波数ωにおいて、Ｅ’（ω）＞Ｅ’’（ω）が成立していた。この結果は、実施例５に係る多孔性ゲルが、ゲルとしての物理的特性を有していることを示している。
【0110】
なお、図１６に示すように、実施例５に係る多孔性ゲルにおいては、Ｅ’（ω）及びＥ’’（ω）共に、角周波数による変化は大きくなかった。また、Ｅ’（ω）は、Ｅ’’（ω）と比較して、約１オーダー大きかった。特に、１ｒａｄ／ｓにおける貯蔵弾性率Ｅ’（１）は、１８．８４ｋＰａであった。
【0111】
（比較例１；ＰＤＭＳ－ＯＨ）
比較例として、ＰＤＭＳ－ＯＨ自体について、ゲスト吸着特性を評価した。具体的には、実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
比較例として、ＰＤＭＳ－ＯＨ自体について、ゲスト吸着特性を評価した。具体的には、実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
【0112】
図１７は、比較例１に係るサイズ排除溶媒（ＰＤＭＳ－ＯＨ）の３０３ＫにおけるＣＯ２ガス吸着等温線を示している。図１７に示す通り、この液体の３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、０．３２８ｃｍ３／ｇであった。
【0113】
なお、このＰＤＭＳ－ＯＨは液体であり、粘弾性測定を行うことはできなかった。ＰＤＭＳ－ＯＨの粘度は、約６５ｃｓｔであった。
【0114】
（実施例６；Ａｌ－ＢＴＣ／ＰＥＧ）
ＭＯＦとしてＡｌ－ＢＴＣを含み、サイズ排除溶媒としてＰＥＧを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例１と同様にして、Ａｌ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりにＰＥＧを使用したことを除いては、実施例１と同様にして、溶媒交換によるＡｌ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲルの合成を行った。
ＭＯＦとしてＡｌ－ＢＴＣを含み、サイズ排除溶媒としてＰＥＧを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例１と同様にして、Ａｌ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりにＰＥＧを使用したことを除いては、実施例１と同様にして、溶媒交換によるＡｌ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲルの合成を行った。
【0115】
ＭＯＦ含有量の測定
Ａｌ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲル中のＡｌ－ＢＴＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。具体的には、Ｒｉｇａｋｕ Ｔｈｅｒｍｏ ｐｌｕｓ ＥＶＯ２を用いて、窒素雰囲気下、室温から５００℃までの温度範囲で、１０℃／ｍｉｎの加熱速度で測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ａｌ－ＢＴＣ＋ＰＥＧ）、エアロゲル（Ａｌ－ＢＴＣ）、及び、サイズ排除溶媒（ＰＥＧ）の各々について行った。
Ａｌ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲル中のＡｌ－ＢＴＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。具体的には、Ｒｉｇａｋｕ Ｔｈｅｒｍｏ ｐｌｕｓ ＥＶＯ２を用いて、窒素雰囲気下、室温から５００℃までの温度範囲で、１０℃／ｍｉｎの加熱速度で測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ａｌ－ＢＴＣ＋ＰＥＧ）、エアロゲル（Ａｌ－ＢＴＣ）、及び、サイズ排除溶媒（ＰＥＧ）の各々について行った。
【0116】
なお、エアロゲルは、上記のようにして得られたアセトン中の前駆体ゲルに、超臨界ＣＯ２乾燥プロセスを適用することによって作製した。この乾燥プロセスは、１４ＭＰａ及び５０℃の超臨界ＣＯ２を使用して、ＳＣＬＥＡＤ－２ＢＤオートクレーブ（ＫＩＳＣＯ）によって実施された。
【0117】
図１８は、実施例６に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＢＴＣ／ＰＥＧ）、対応するエアロゲル（Ａｌ－ＢＴＣ）、及び、対応するサイズ排除溶媒（ＰＥＧ）のＴＧＡプロファイルを示している。図１８に示すように、ＲPG＝１．６８質量％、ＲＡＧ＝６５．３３質量％、ＲＳＥＳ＝０質量％であった。したがって、多孔性ゲルに占めるＭＯＦの含有量ＣＭＯＦは、２．６質量％と計算された。
【0118】
粘弾性
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
【0119】
図１９は、実施例６に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＢＴＣ／ＰＥＧ）の圧縮モードにおける粘弾性測定の結果を示している。図１９に示す通り、このゲルにおいては、測定した全ての角周波数ωにおいて、Ｅ’（ω）＞Ｅ’’（ω）が成立していた。この結果は、実施例６に係る多孔性ゲルが、ゲルとしての物理的特性を有していることを示している。
【0120】
なお、図１９に示すように、実施例６に係る多孔性ゲルにおいては、Ｅ’（ω）及びＥ’’（ω）共に、角周波数による変化は大きくなかった。また、Ｅ’（ω）は、Ｅ’’（ω）と比較して、約１オーダー大きかった。特に、１ｒａｄ／ｓにおける貯蔵弾性率Ｅ’（１）は、１．５６ｋＰａであった。
【0121】
（実施例７；Ａｌ－ＡＤＣ／ＰＥＧ）
ＭＯＦとしてＡｌ－ＡＤＣを含み、サイズ排除溶媒としてＰＥＧを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例２と同様にして、Ａｌ－ＡＤＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりにＰＥＧを使用したことを除いては、実施例２と同様にして、溶媒交換によるＡｌ－ＡＤＣ／ＰＥＧゲルの合成を行った。
ＭＯＦとしてＡｌ－ＡＤＣを含み、サイズ排除溶媒としてＰＥＧを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例２と同様にして、Ａｌ－ＡＤＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりにＰＥＧを使用したことを除いては、実施例２と同様にして、溶媒交換によるＡｌ－ＡＤＣ／ＰＥＧゲルの合成を行った。
【0122】
ＭＯＦ含有量の測定
Ａｌ－ＡＤＣ／ＰＥＧゲル中のＡｌ－ＡＤＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ａｌ－ＡＤＣ＋ＰＥＧ）、エアロゲル（Ａｌ－ＡＤＣ）、及び、サイズ排除溶媒（ＰＥＧ）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例６と同様にして作製した。
Ａｌ－ＡＤＣ／ＰＥＧゲル中のＡｌ－ＡＤＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ａｌ－ＡＤＣ＋ＰＥＧ）、エアロゲル（Ａｌ－ＡＤＣ）、及び、サイズ排除溶媒（ＰＥＧ）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例６と同様にして作製した。
【0123】
図２０は、実施例７に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＡＤＣ／ＰＥＧ）、対応するエアロゲル（Ａｌ－ＡＤＣ）、及び、対応するサイズ排除溶媒（ＰＥＧ）のＴＧＡプロファイルを示している。図２０に示すように、ＲPG＝６．６８質量％、ＲＡＧ＝７６．０４質量％、ＲＳＥＳ＝０質量％であった。したがって、多孔性ゲルに占めるＭＯＦの含有量ＣＭＯＦは、１１．０質量％と計算された。
【0124】
ゲスト吸着特性
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
【0125】
図２１は、実施例７に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＡＤＣ／ＰＥＧ）の３０３ＫにおけるＣＯ２ガス吸着等温線を示している。図２１に示す通り、このゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、１．３０１ｃｍ３／ｇであった。この吸着量は、後述するＰＥＧ単体の場合の吸着量（０．３１２ｃｍ３／ｇ）の約４．１７倍であった。この結果は、実施例７に係る多孔性ゲルにおいて、ＭＯＦの空孔が存在していることを示している。
【0126】
粘弾性
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
【0127】
図２２は、実施例７に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＡＤＣ／ＰＥＧ）の圧縮モードにおける粘弾性測定の結果を示している。図２２に示す通り、このゲルにおいては、測定した全ての角周波数ωにおいて、Ｅ’（ω）＞Ｅ’’（ω）が成立していた。この結果は、実施例７に係る多孔性ゲルが、ゲルとしての物理的特性を有していることを示している。
【0128】
なお、図２２に示すように、実施例７に係る多孔性ゲルにおいては、Ｅ’（ω）及びＥ’’（ω）共に、角周波数による変化は大きくなかった。また、Ｅ’（ω）は、Ｅ’’（ω）と比較して、約１オーダー大きかった。特に、１ｒａｄ／ｓにおける貯蔵弾性率Ｅ’（１）は、４５．１７ｋＰａであった。
【0129】
多孔性ゲルの再形成
以上のようにして得られた多孔性ゲル（Ａｌ－ＡＤＣ／ＰＥＧ）が「物理ゲル」であることを確かめるために、実施例１において説明したのと同様の実験を行った。
以上のようにして得られた多孔性ゲル（Ａｌ－ＡＤＣ／ＰＥＧ）が「物理ゲル」であることを確かめるために、実施例１において説明したのと同様の実験を行った。
【0130】
図２３は、実施例７に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＡＤＣ／ＰＥＧ）の可逆性に関する実験結果を示している。図示されているように、上記の第１及び第２の工程によって、Ａｌ－ＡＤＣ／ＰＥＧゲルを、ゾル状態に戻すことができた。その後、上記の第３の工程によって、得られたゾルを、ゲルとして再形成することができた。以上の結果から、Ａｌ－ＡＤＣ／ＰＥＧゲルは、ネットワーク構造の破壊及び再形成によって、ゲル→ゾル→ゲルの可逆的な相転移を示すことが確かめられた。
【0131】
（実施例８；Ｆｅ－ＢＴＣ／ＰＥＧ）
ＭＯＦとしてＦｅ－ＢＴＣを含み、サイズ排除溶媒としてＰＥＧを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例３と同様にして、Ｆｅ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりにＰＥＧを使用したことを除いては、実施例３と同様にして、溶媒交換によるＦｅ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲルの合成を行った。
ＭＯＦとしてＦｅ－ＢＴＣを含み、サイズ排除溶媒としてＰＥＧを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例３と同様にして、Ｆｅ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりにＰＥＧを使用したことを除いては、実施例３と同様にして、溶媒交換によるＦｅ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲルの合成を行った。
【0132】
ＭＯＦ含有量の測定
Ｆｅ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲル中のＦｅ－ＢＴＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ＋ＰＥＧ）、エアロゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ）、及び、サイズ排除溶媒（ＰＥＧ）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例６と同様にして作製した。
Ｆｅ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲル中のＦｅ－ＢＴＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ＋ＰＥＧ）、エアロゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ）、及び、サイズ排除溶媒（ＰＥＧ）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例６と同様にして作製した。
【0133】
図２４は、実施例８に係る多孔性ゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ／ＰＥＧ）、対応するエアロゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ）、及び、対応するサイズ排除溶媒（ＰＥＧ）のＴＧＡプロファイルを示している。図２４に示すように、ＲPG＝６．５０質量％、ＲＡＧ＝４２．１４質量％、ＲＳＥＳ＝０質量％であった。したがって、多孔性ゲルに占めるＭＯＦの含有量ＣＭＯＦは、１５．２質量％と計算された。
【0134】
ゲスト吸着特性
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
【0135】
図２５は、実施例８に係る多孔性ゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ／ＰＥＧ）の３０３ＫにおけるＣＯ２ガス吸着等温線を示している。図２５に示す通り、このゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、１．１９３ｃｍ３／ｇであった。この吸着量は、後述するＰＥＧ単体の場合の吸着量（０．３１２ｃｍ３／ｇ）の約３．８２倍であった。この結果は、実施例８に係る多孔性ゲルにおいて、ＭＯＦの空孔が存在していることを示している。
【0136】
粘弾性
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
【0137】
図２６は、実施例８に係る多孔性ゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ／ＰＥＧ）の圧縮モードにおける粘弾性測定の結果を示している。図２６に示す通り、このゲルにおいては、ω＜約１０ｒａｄ／ｓ及びω＞約６０ｒａｄ／ｓの領域において、Ｅ’（ω）＞Ｅ’’（ω）が成立していた。この結果は、実施例８に係る多孔性ゲルが、ゲルとしての物理的特性を有していることを示している。
【0138】
なお、図２６に示すように、実施例８に係る多孔性ゲルにおいては、角周波数によって、Ｅ’（ω）及びＥ’’（ω）の大小が逆転していた。即ち、このゲルは、チキソトロピー（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｙ）を示すことが分かった。また、１ｒａｄ／ｓにおける貯蔵弾性率Ｅ’（１）は、１５．６９ｋＰａであった。
【0139】
多孔性ゲルの再形成
以上のようにして得られた多孔性ゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ／ＰＥＧ）が「物理ゲル」であることを確かめるために、実施例１において説明したのと同様の実験を行った。
以上のようにして得られた多孔性ゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ／ＰＥＧ）が「物理ゲル」であることを確かめるために、実施例１において説明したのと同様の実験を行った。
【0140】
図２７は、実施例８に係る多孔性ゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ／ＰＥＧ）の可逆性に関する実験結果を示している。図示されているように、上記の第１及び第２の工程によって、Ｆｅ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲルを、ゾル状態に戻すことができた。その後、上記の第３の工程によって、得られたゾルを、ゲルとして再形成することができた。以上の結果から、Ｆｅ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲルは、ネットワーク構造の破壊及び再形成によって、ゲル→ゾル→ゲルの可逆的な相転移を示すことが確かめられた。
【0141】
（実施例９；Ｇａ－ＢＴＣ／ＰＥＧ）
ＭＯＦとしてＧａ－ＢＴＣを含み、サイズ排除溶媒としてＰＥＧを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例４と同様にして、Ｇａ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりにＰＥＧを使用したことを除いては、実施例４と同様にして、溶媒交換によるＧａ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲルの合成を行った。
ＭＯＦとしてＧａ－ＢＴＣを含み、サイズ排除溶媒としてＰＥＧを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例４と同様にして、Ｇａ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりにＰＥＧを使用したことを除いては、実施例４と同様にして、溶媒交換によるＧａ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲルの合成を行った。
【0142】
ＭＯＦ含有量の測定
Ｇａ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲル中のＧａ－ＢＴＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ｇａ－ＢＴＣ＋ＰＥＧ）、エアロゲル（Ｇａ－ＢＴＣ）、及び、サイズ排除溶媒（ＰＥＧ）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例６と同様にして作製した。
Ｇａ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲル中のＧａ－ＢＴＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ｇａ－ＢＴＣ＋ＰＥＧ）、エアロゲル（Ｇａ－ＢＴＣ）、及び、サイズ排除溶媒（ＰＥＧ）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例６と同様にして作製した。
【0143】
図２８は、実施例９に係る多孔性ゲル（Ｇａ－ＢＴＣ／ＰＥＧ）、対応するエアロゲル（Ｇａ－ＢＴＣ）、及び、対応するサイズ排除溶媒（ＰＥＧ）のＴＧＡプロファイルを示している。図２８に示すように、ＲPG＝２．３９質量％、ＲＡＧ＝４５．５７質量％、ＲＳＥＳ＝０質量％であった。したがって、多孔性ゲルに占めるＭＯＦの含有量ＣＭＯＦは、５．３質量％と計算された。
【0144】
粘弾性
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
【0145】
図２９は、実施例９に係る多孔性ゲル（Ｇａ－ＢＴＣ／ＰＥＧ）の圧縮モードにおける粘弾性測定の結果を示している。図２９に示す通り、このゲルにおいては、測定した全ての角周波数ωにおいて、Ｅ’（ω）＞Ｅ’’（ω）が成立していた。この結果は、実施例９に係る多孔性ゲルが、ゲルとしての物理的特性を有していることを示している。
【0146】
なお、図２９に示すように、実施例９に係る多孔性ゲルにおいては、Ｅ’（ω）及びＥ’’（ω）共に、角周波数による変化は大きくなかった。また、Ｅ’（ω）は、Ｅ’’（ω）と比較して、約１オーダー大きかった。特に、１ｒａｄ／ｓにおける貯蔵弾性率Ｅ’（１）は、２１．５２ｋＰａであった。
【0147】
（実施例１０；Ｉｎ－ＢＴＣ／ＰＥＧ）
ＭＯＦとしてＩｎ－ＢＴＣを含み、サイズ排除溶媒としてＰＥＧを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例５と同様にして、Ｉｎ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりにＰＥＧを使用したことを除いては、実施例５と同様にして、溶媒交換によるＩｎ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲルの合成を行った。
ＭＯＦとしてＩｎ－ＢＴＣを含み、サイズ排除溶媒としてＰＥＧを含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例５と同様にして、Ｉｎ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりにＰＥＧを使用したことを除いては、実施例５と同様にして、溶媒交換によるＩｎ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲルの合成を行った。
【0148】
ＭＯＦ含有量の測定
Ｉｎ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲル中のＩｎ－ＢＴＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ｉｎ－ＢＴＣ＋ＰＥＧ）、エアロゲル（Ｉｎ－ＢＴＣ）、及び、サイズ排除溶媒（ＰＥＧ）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例６と同様にして作製した。
Ｉｎ－ＢＴＣ／ＰＥＧゲル中のＩｎ－ＢＴＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ｉｎ－ＢＴＣ＋ＰＥＧ）、エアロゲル（Ｉｎ－ＢＴＣ）、及び、サイズ排除溶媒（ＰＥＧ）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例６と同様にして作製した。
【0149】
図３０は、実施例１０に係る多孔性ゲル（Ｉｎ－ＢＴＣ／ＰＥＧ）、対応するエアロゲル（Ｉｎ－ＢＴＣ）、及び、対応するサイズ排除溶媒（ＰＥＧ）のＴＧＡプロファイルを示している。図３０に示すように、ＲPG＝２．４０質量％、ＲＡＧ＝４５．５０質量％、ＲＳＥＳ＝０質量％であった。したがって、多孔性ゲルに占めるＭＯＦの含有量ＣＭＯＦは、５．３質量％と計算された。
【0150】
ゲスト吸着特性
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
【0151】
図３１は、実施例１０に係る多孔性ゲル（Ｉｎ－ＢＴＣ／ＰＥＧ）の３０３ＫにおけるＣＯ２ガス吸着等温線を示している。図３１に示す通り、このゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、１．１１６ｃｍ３／ｇであった。この吸着量は、後述するＰＥＧ単体の場合の吸着量（０．３１２ｃｍ３／ｇ）の約３．５８倍であった。この結果は、実施例１０に係る多孔性ゲルにおいて、ＭＯＦの空孔が存在していることを示している。
【0152】
粘弾性
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
【0153】
図３２は、実施例１０に係る多孔性ゲル（Ｉｎ－ＢＴＣ／ＰＥＧ）の圧縮モードにおける粘弾性測定の結果を示している。図３２に示す通り、このゲルにおいては、測定した全ての角周波数ωにおいて、Ｅ’（ω）＞Ｅ’’（ω）が成立していた。この結果は、実施例１０に係る多孔性ゲルが、ゲルとしての物理的特性を有していることを示している。
【0154】
なお、図３２に示すように、実施例１０に係る多孔性ゲルにおいては、Ｅ’（ω）及びＥ’’（ω）共に、角周波数による変化は大きくなかった。また、Ｅ’（ω）は、Ｅ’’（ω）と比較して、約１オーダー大きかった。特に、１ｒａｄ／ｓにおける貯蔵弾性率Ｅ’（１）は、１７．６６ｋＰａであった。
【0155】
（比較例２；ＰＥＧ）
比較例として、ＰＥＧ自体について、ゲスト吸着特性を評価した。具体的には、実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
比較例として、ＰＥＧ自体について、ゲスト吸着特性を評価した。具体的には、実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
【0156】
図３３は、比較例２に係るサイズ排除溶媒（ＰＥＧ）の３０３ＫにおけるＣＯ２ガス吸着等温線を示している。図３３に示す通り、この液体の３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、０．３１２ｃｍ３／ｇであった。
【0157】
なお、このＰＥＧは液体であり、粘弾性測定を行うことはできなかった。ＰＥＧの粘度は、約７．３ｃｓｔであった。
【0158】
（実施例１１；Ａｌ－ＢＴＣ／［ＢＭＩＭ］［ＢＦ
４
］）
ＭＯＦとしてＡｌ－ＢＴＣを含み、サイズ排除溶媒として［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］を含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例１と同様にして、Ａｌ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりに［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］を使用したことを除いては、実施例１と同様にして、溶媒交換によるＡｌ－ＢＴＣ／［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲルの合成を行った。
ＭＯＦとしてＡｌ－ＢＴＣを含み、サイズ排除溶媒として［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］を含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例１と同様にして、Ａｌ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりに［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］を使用したことを除いては、実施例１と同様にして、溶媒交換によるＡｌ－ＢＴＣ／［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲルの合成を行った。
【0159】
ＭＯＦ含有量の測定
Ａｌ－ＢＴＣ／［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲル中のＡｌ－ＢＴＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ａｌ－ＢＴＣ＋［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］）、エアロゲル（Ａｌ－ＢＴＣ）、及び、サイズ排除溶媒（［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例６と同様にして作製した。
Ａｌ－ＢＴＣ／［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲル中のＡｌ－ＢＴＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ａｌ－ＢＴＣ＋［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］）、エアロゲル（Ａｌ－ＢＴＣ）、及び、サイズ排除溶媒（［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例６と同様にして作製した。
【0160】
図３４は、実施例１１に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＢＴＣ／［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］）、対応するエアロゲル（Ａｌ－ＢＴＣ）、及び、対応するサイズ排除溶媒（［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］）のＴＧＡプロファイルを示している。図３４に示すように、ＲPG＝１３．７０質量％、ＲＡＧ＝６５．３３質量％、ＲＳＥＳ＝１１．５４質量％であった。したがって、多孔性ゲルに占めるＭＯＦの含有量ＣＭＯＦは、４．０質量％と計算された。
【0161】
ゲスト吸着特性
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
【0162】
図３５は、実施例１１に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＢＴＣ／［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］）の３０３ＫにおけるＣＯ２ガス吸着等温線を示している。図３５に示す通り、このゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、０．８２２ｃｍ３／ｇであった。この吸着量は、後述する［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］単体の場合の吸着量（０．３１６ｃｍ３／ｇ）の約２．６０倍であった。この結果は、実施例１１に係る多孔性ゲルにおいて、ＭＯＦの空孔が存在していることを示している。
【0163】
粘弾性
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
【0164】
図３６は、実施例１１に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＢＴＣ／［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］）の圧縮モードにおける粘弾性測定の結果を示している。図３６に示す通り、このゲルにおいては、測定した全ての角周波数ωにおいて、Ｅ’（ω）＞Ｅ’’（ω）が成立していた。この結果は、実施例１１に係る多孔性ゲルが、ゲルとしての物理的特性を有していることを示している。
【0165】
なお、図３６に示すように、実施例１１に係る多孔性ゲルにおいては、Ｅ’（ω）及びＥ’’（ω）共に、角周波数による変化は大きくなかった。また、Ｅ’（ω）は、Ｅ’’（ω）と比較して、約１オーダー大きかった。特に、１ｒａｄ／ｓにおける貯蔵弾性率Ｅ’（１）は、４３．４０ｋＰａであった。
【0166】
（実施例１２；Ａｌ－ＡＤＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ
４
］）
ＭＯＦとしてＡｌ－ＡＤＣを含み、サイズ排除溶媒として［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］を含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例１と同様にして、Ａｌ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりに［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］を使用したことを除いては、実施例２と同様にして、溶媒交換によるＡｌ－ＡＤＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲルの合成を行った。
ＭＯＦとしてＡｌ－ＡＤＣを含み、サイズ排除溶媒として［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］を含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例１と同様にして、Ａｌ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりに［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］を使用したことを除いては、実施例２と同様にして、溶媒交換によるＡｌ－ＡＤＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲルの合成を行った。
【0167】
ＭＯＦ含有量の測定
Ａｌ－ＡＤＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲル中のＡｌ－ＡＤＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ａｌ－ＡＤＣ＋［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）、エアロゲル（Ａｌ－ＡＤＣ）、及び、サイズ排除溶媒（［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例７と同様にして作製した。
Ａｌ－ＡＤＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲル中のＡｌ－ＡＤＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ａｌ－ＡＤＣ＋［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）、エアロゲル（Ａｌ－ＡＤＣ）、及び、サイズ排除溶媒（［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例７と同様にして作製した。
【0168】
図３７は、実施例１２に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＡＤＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）、対応するエアロゲル（Ａｌ－ＡＤＣ）、及び、対応するサイズ排除溶媒（［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）のＴＧＡプロファイルを示している。図３７に示すように、ＲPG＝１９．０５質量％、ＲＡＧ＝７６．０４質量％、ＲＳＥＳ＝１７．０１質量％であった。したがって、多孔性ゲルに占めるＭＯＦの含有量ＣＭＯＦは、４．７質量％と計算された。
【0169】
ゲスト吸着特性
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
【0170】
図３８は、実施例１２に係る多孔性ゲル（Ａｌ－ＡＤＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）の３０３ＫにおけるＣＯ２ガス吸着等温線を示している。図３８に示す通り、このゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、１．１５５ｃｍ３／ｇであった。この結果は、実施例１１に係る多孔性ゲルにおいて、ＭＯＦの空孔が存在していることを示している。
【0171】
（実施例１３；Ｆｅ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ
４
］）
ＭＯＦとしてＦｅ－ＢＴＣを含み、サイズ排除溶媒として［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］を含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例３と同様にして、Ｆｅ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりに［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］を使用したことを除いては、実施例３と同様にして、溶媒交換によるＦｅ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲルの合成を行った。
ＭＯＦとしてＦｅ－ＢＴＣを含み、サイズ排除溶媒として［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］を含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例３と同様にして、Ｆｅ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりに［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］を使用したことを除いては、実施例３と同様にして、溶媒交換によるＦｅ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲルの合成を行った。
【0172】
ＭＯＦ含有量の測定
Ｆｅ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲル中のＦｅ－ＢＴＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ＋［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）、エアロゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ）、及び、サイズ排除溶媒（［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例８と同様にして作製した。
Ｆｅ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲル中のＦｅ－ＢＴＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ＋［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）、エアロゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ）、及び、サイズ排除溶媒（［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例８と同様にして作製した。
【0173】
図３９は、実施例１３に係る多孔性ゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）、対応するエアロゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ）、及び、対応するサイズ排除溶媒（［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）のＴＧＡプロファイルを示している。図３９に示すように、ＲPG＝１８．８０質量％、ＲＡＧ＝４２．１４質量％、ＲＳＥＳ＝１７．０１質量％であった。したがって、多孔性ゲルに占めるＭＯＦの含有量ＣＭＯＦは、７．１質量％と計算された。
【0174】
ゲスト吸着特性
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
【0175】
図４０は、実施例１３に係る多孔性ゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）の３０３ＫにおけるＣＯ２ガス吸着等温線を示している。図４０に示す通り、このゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、１．３７８ｃｍ３／ｇであった。この結果は、実施例１３に係る多孔性ゲルにおいて、ＭＯＦの空孔が存在していることを示している。
【0176】
粘弾性
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
【0177】
図４１は、実施例１３に係る多孔性ゲル（Ｆｅ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）の圧縮モードにおける粘弾性測定の結果を示している。図４１に示す通り、このゲルにおいては、測定した全ての角周波数ωにおいて、Ｅ’（ω）＞Ｅ’’（ω）が成立していた。この結果は、実施例１３に係る多孔性ゲルが、ゲルとしての物理的特性を有していることを示している。
【0178】
なお、図４１に示すように、実施例１３に係る多孔性ゲルにおいては、特にＥ’’（ω）の角周波数に対する依存性が高かった。また、１ｒａｄ／ｓにおける貯蔵弾性率Ｅ’（１）は、２５．７７ｋＰａであった。
【0179】
（実施例１４；Ｇａ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ
４
］）
ＭＯＦとしてＧａ－ＢＴＣを含み、サイズ排除溶媒として［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］を含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例４と同様にして、Ｇａ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりに［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］を使用したことを除いては、実施例４と同様にして、溶媒交換によるＧａ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲルの合成を行った。
ＭＯＦとしてＧａ－ＢＴＣを含み、サイズ排除溶媒として［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］を含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例４と同様にして、Ｇａ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりに［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］を使用したことを除いては、実施例４と同様にして、溶媒交換によるＧａ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲルの合成を行った。
【0180】
ＭＯＦ含有量の測定
Ｇａ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲル中のＧａ－ＢＴＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ｇａ－ＢＴＣ＋［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）、エアロゲル（Ｇａ－ＢＴＣ）、及び、サイズ排除溶媒（［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例９と同様にして作製した。
Ｇａ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲル中のＧａ－ＢＴＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ｇａ－ＢＴＣ＋［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）、エアロゲル（Ｇａ－ＢＴＣ）、及び、サイズ排除溶媒（［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例９と同様にして作製した。
【0181】
図４２は、実施例１４に係る多孔性ゲル（Ｇａ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）、対応するエアロゲル（Ｇａ－ＢＴＣ）、及び、対応するサイズ排除溶媒（［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）のＴＧＡプロファイルを示している。図４２に示すように、ＲPG＝１８．７６質量％、ＲＡＧ＝４５．５７質量％、ＲＳＥＳ＝１７．０１質量％であった。したがって、多孔性ゲルに占めるＭＯＦの含有量ＣＭＯＦは、６．１質量％と計算された。
【0182】
ゲスト吸着特性
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
【0183】
図４３は、実施例１４に係る多孔性ゲル（Ｇａ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）の３０３ＫにおけるＣＯ２ガス吸着等温線を示している。図４３に示す通り、このゲルの３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、１．３８３ｃｍ３／ｇであった。この結果は、実施例１４に係る多孔性ゲルにおいて、ＭＯＦの空孔が存在していることを示している。
【0184】
粘弾性
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
【0185】
図４４は、実施例１４に係る多孔性ゲル（Ｇａ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）の圧縮モードにおける粘弾性測定の結果を示している。図４４に示す通り、このゲルにおいては、測定した全ての角周波数ωにおいて、Ｅ’（ω）＞Ｅ’’（ω）が成立していた。この結果は、実施例１４に係る多孔性ゲルが、ゲルとしての物理的特性を有していることを示している。
【0186】
なお、図４４に示すように、実施例１４に係る多孔性ゲルにおいては、Ｅ’（ω）及びＥ’’（ω）共に、角周波数による変化は大きくなかった。また、Ｅ’（ω）は、Ｅ’’（ω）と比較して、約１オーダー大きかった。特に、１ｒａｄ／ｓにおける貯蔵弾性率Ｅ’（１）は、３９．０３ｋＰａであった。
【0187】
多孔性ゲルの再形成
以上のようにして得られた多孔性ゲル（Ｇａ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）が「物理ゲル」であることを確かめるために、エタノールの代わりにアセトンを用いたことを除いては、実施例１において説明したのと同様にして、実験を行った。
以上のようにして得られた多孔性ゲル（Ｇａ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）が「物理ゲル」であることを確かめるために、エタノールの代わりにアセトンを用いたことを除いては、実施例１において説明したのと同様にして、実験を行った。
【0188】
図４５は、実施例１４に係る多孔性ゲル（Ｇａ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）の可逆性に関する実験結果を示している。図示されているように、上記の第１及び第２の工程によって、Ｇａ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲルを、ゾル状態に戻すことができた。その後、上記の第３の工程によって、得られたゾルを、ゲルとして再形成することができた。以上の結果から、Ｇａ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲルは、ネットワーク構造の破壊及び再形成によって、ゲル→ゾル→ゲルの可逆的な相転移を示すことが確かめられた。
【0189】
（実施例１５；Ｉｎ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ
４
］）
ＭＯＦとしてＩｎ－ＢＴＣを含み、サイズ排除溶媒として［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］を含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例５と同様にして、Ｉｎ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりに［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］を使用したことを除いては、実施例５と同様にして、溶媒交換によるＩｎ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲルの合成を行った。
ＭＯＦとしてＩｎ－ＢＴＣを含み、サイズ排除溶媒として［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］を含んだ多孔性ゲルを、以下のようにして合成した。即ち、まず、実施例５と同様にして、Ｉｎ－ＢＴＣ前駆体ゲルを合成した。その後、ＰＤＭＳ－ＯＨの代わりに［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］を使用したことを除いては、実施例５と同様にして、溶媒交換によるＩｎ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲルの合成を行った。
【0190】
ＭＯＦ含有量の測定
Ｉｎ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲル中のＩｎ－ＢＴＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ｉｎ－ＢＴＣ＋［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）、エアロゲル（Ｉｎ－ＢＴＣ）、及び、サイズ排除溶媒（［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例１０と同様にして作製した。
Ｉｎ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］ゲル中のＩｎ－ＢＴＣの含有量を決定するために、ＴＧＡ測定を行った。この測定は、多孔性ゲル（Ｉｎ－ＢＴＣ＋［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）、エアロゲル（Ｉｎ－ＢＴＣ）、及び、サイズ排除溶媒（［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）の各々について行った。なお、エアロゲルは、実施例１０と同様にして作製した。
【0191】
図４６は、実施例１５に係る多孔性ゲル（Ｉｎ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）、対応するエアロゲル（Ｉｎ－ＢＴＣ）、及び、対応するサイズ排除溶媒（［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）のＴＧＡプロファイルを示している。図４６に示すように、ＲPG＝２３．６３質量％、ＲＡＧ＝４５．５０質量％、ＲＳＥＳ＝１７．０１質量％であった。したがって、多孔性ゲルに占めるＭＯＦの含有量ＣＭＯＦは、２３．２質量％と計算された。
【0192】
粘弾性
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
実施例１と同様にして、粘弾性測定を行った。
【0193】
図４７は、実施例１５に係る多孔性ゲル（Ｉｎ－ＢＴＣ／［ＥＭＩＭ］［ＢＦ４］）の圧縮モードにおける粘弾性測定の結果を示している。図４７に示す通り、このゲルにおいては、測定した全ての角周波数ωにおいて、Ｅ’（ω）＞Ｅ’’（ω）が成立していた。この結果は、実施例１５に係る多孔性ゲルが、ゲルとしての物理的特性を有していることを示している。
【0194】
なお、図４７に示すように、実施例１５に係る多孔性ゲルにおいては、Ｅ’（ω）及びＥ’’（ω）共に、角周波数による変化は大きくなかった。また、Ｅ’（ω）は、Ｅ’’（ω）と比較して、約１オーダー大きかった。特に、１ｒａｄ／ｓにおける貯蔵弾性率Ｅ’（１）は、１９．８６ｋＰａであった。
【0195】
（比較例３；［ＢＭＩＭ］［ＢＦ
４
］）
比較例として、［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］自体について、ゲスト吸着特性を評価した。具体的には、実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
比較例として、［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］自体について、ゲスト吸着特性を評価した。具体的には、実施例１と同様にして、ＣＯ２吸着測定を行った。
【0196】
図４８は、比較例３に係るサイズ排除溶媒（［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］）の３０３ＫにおけるＣＯ２ガス吸着等温線を示している。図４８に示す通り、この液体の３０３Ｋ及び飽和蒸気圧でのＣＯ２吸着量は、０．３１６ｃｍ３／ｇであった。
【0197】
なお、この［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］は液体であり、粘弾性測定を行うことはできなかった。［ＢＭＩＭ］［ＢＦ４］の粘度は、約４３ｍＰａ・ｓであった。
【0198】
以上の結果を、表２にまとめる。
【表2】
【0199】
表２に示すように、多種多様なＭＯＦ及びサイズ排除溶媒の組合せについて、多孔性材料としてのゲスト吸着特性とゲルとしての粘弾性とを併せ持つ多孔性ゲルが得られた。また、これらの多孔性ゲルの多くについて、可逆的なゲルの再形成が可能であることも確かめられた。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
