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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-05
(54)【発明の名称】スパイラル巻き膜用スペーサー
(51)【国際特許分類】
B01D 63/10 20060101AFI20240227BHJP
B01D 63/00 20060101ALI20240227BHJP
C02F 1/44 20230101ALI20240227BHJP
B01D 69/10 20060101ALI20240227BHJP
B01D 69/12 20060101ALI20240227BHJP
B01D 71/02 20060101ALI20240227BHJP
B01D 71/06 20060101ALI20240227BHJP
【ＦＩ】
B01D63/10
B01D63/00 510
C02F1/44 A
B01D69/10
B01D69/12
B01D71/02
B01D71/06
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023555444
(86)(22)【出願日】2022-03-09
(85)【翻訳文提出日】2023-11-07
(86)【国際出願番号】 GB2022050611
(87)【国際公開番号】W WO2022189785
(87)【国際公開日】2022-09-15
(31)【優先権主張番号】2103267.7
(32)【優先日】2021-03-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＴＲＩＴＯＮ
２．ＩＧＥＰＡＬ
(71)【出願人】
【識別番号】523343662
【氏名又は名称】エヴォヴ リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100205659
【弁理士】
【氏名又は名称】齋藤 拓也
(74)【代理人】
【識別番号】100185269
【弁理士】
【氏名又は名称】小菅 一弘
(72)【発明者】
【氏名】リュウ カンシェン
(72)【発明者】
【氏名】プー トム
(72)【発明者】
【氏名】フィリップス トリスタン
【テーマコード（参考）】
4D006
【Ｆターム（参考）】
4D006GA03
4D006GA06
4D006GA07
4D006HA61
4D006JA02B
4D006JA05A
4D006JA05B
4D006JA06A
4D006JA06B
4D006JB01
4D006KE06R
4D006MA03
4D006MA09
4D006MC05
4D006MC07
4D006PA01
4D006PB02
(57)【要約】
適切には水濾過のための、スパイラル巻き膜用構成要素が記載される。構成要素は、一体的に形成された不均一な格子構造を含む。格子構造は第１及び第２の反復単位セルを含み、第１及び第２の単位セルは異なるものである。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水濾過のためなどのスパイラル膜用構成要素であって、一体的に形成された不均一な格子構造を含み、前記格子構造が第１及び第２の反復単位セルを含み、前記第１及び第２の単位セルが異なるものである、スパイラル膜用構成要素。
【請求項2】
前記構成要素が、透過液キャリア、バッキング層、又は複合透過液－バッキング層である、請求項１に記載のスパイラル膜用構成要素。
【請求項3】
前記構成要素が原液流キャリアである、請求項１に記載のスパイラル膜用構成要素。
【請求項4】
前記第２の反復単位セルが前記第１の反復単位セルとは異なるサイズを有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項5】
前記第２の反復単位セルが前記第１の反復単位セルとは異なる孔径を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項6】
適切には水濾過のための、スパイラル膜用バッキング層構成要素であって、一体的に形成された格子構造を含み、前記格子構造が反復単位セルを含む、バッキング層構成要素。
【請求項7】
前記格子構造の前記第１及び／又は第２の単位セルの孔径が、存在する場合には、≧１０μｍ、例えば≧２０μｍ、例えば≧３０μｍである、請求項１～６のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項8】
前記格子構造の前記第１及び／又は第２の単位セルの孔径が、存在する場合には、≦５ｍｍ、例えば≦４ｍｍ、例えば≦３ｍｍである、請求項１～７のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項9】
前記格子構造の前記第１及び／又は第２の単位セルの孔径が、存在する場合には、≧４０μｍ、例えば≧５０μｍである、請求項１～８のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項10】
前記格子構造の前記第１及び／又は第２の単位セルの孔径が、存在する場合には、≦１ｍｍ、例えば≦０．５ｍｍである、請求項１～９のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項11】
前記第２の反復単位セルが前記第１の反復単位セルとは異なる支柱の太さを有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項12】
前記格子構造の前記第１及び／又は第２の単位セルの平均の支柱の太さが、存在する場合には、≧１０μｍ、例えば≧２０μｍ、例えば≧３０μｍである、請求項１～１１のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項13】
前記格子構造の前記第１及び／又は第２の単位セルの平均の支柱の太さが、存在する場合には、≦５ｍｍ、例えば≦４ｍｍ、例えば≦３ｍｍである、請求項１～１２のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項14】
前記格子構造の前記第１及び／又は第２の単位セルの平均の支柱の太さが、存在する場合には、≧４０μｍ、例えば≧５０μｍである、請求項１～１３のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項15】
前記格子構造の前記第１及び／又は第２の単位セルの平均の支柱の太さが、存在する場合には、≦１ｍｍ、例えば≦０．５ｍｍである、請求項１～１４のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項16】
前記構成要素の平均厚さが、≦８５０μｍ、例えば≦７００μｍ、例えば≦６５０μｍである、請求項１～１５のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項17】
前記構成要素の平均厚さが、≦６００μｍ、例えば≦５５０μｍ、例えば≦５００μｍ、例えば≦３５０μｍ、例えば≦２５０μｍである、請求項１～１６のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項18】
前記格子構造が、より高次のアーカイバル格子構造を含む、請求項１～１７のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項19】
前記構成要素の平均厚さが、≦１２０μｍ、例えば≦１００μｍ、例えば≦８０μｍ、例えば≦５０μｍ、例えば≦３０μｍである、請求項１～１８のいずれか一項に記載の透過液－バッキング層構成要素。
【請求項20】
０～１ｍ／ｓの間の流量で少なくとも２３００のレイノルズ数（Ｒｅ）を得ることができる、請求項１～１９のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項21】
海水を濾過する場合などに、前記構成要素が、３０ｂａｒ～５０ｂａｒ、例えば３２ｂａｒ～４８ｂａｒ、例えば３４ｂａｒ～４６ｂａｒ、３６ｂａｒ～４４ｂａｒ、３８ｂａｒ～４２ｂａｒの膜透過圧力で機能するように使用可能である、請求項１～２０のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項22】
かん水を濾過する場合などに、前記構成要素が、３ｂａｒ～１５ｂａｒ、例えば５ｂａｒ～１２ｂａｒ、例えば６ｂａｒ～９ｂａｒの膜透過圧力で機能するように使用可能である、請求項１～２１のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項23】
前記構成要素が、≧６５０ｍ２／ｍ３、例えば≧７５０ｍ２／ｍ３、例えば≧９００ｍ２／ｍ３の充填密度を有する、請求項１～２２のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項24】
前記第１の単位セル及び／又は第２の単位セルが、存在する場合には、独立して、ダイヤモンド、立方体、ホタル石、オクテット、ケルビンセル、アイソトラス、ヘックスプリズムダイヤモンド、切頂立方体、切頂八面体、ウィア＝フェラン、体心立方、面心立方、又は三重周期最小表面（ＴＰＭＳ）の形態である、請求項１～２３のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項25】
第１の単位セル及び／又は第２の単位セルが、存在する場合には、独立して、ジャイロイド、シュワルツプリミティブ、シュワルツダイヤモンド、Ｓｃｈｗａｒｚ Ｃｒｏｓｓ ｌａｙｅｒｓ ｏｆ Ｐａｒａｌｌｅｌｓ、Ｓｃｈｗａｒｚ Ｈｅｘａｇｏｎａｌ、Ｓｐｌｉｔ Ｐ、Ｎｅｏｖｉｕｓ、又はダブルジャイロイドなどのＴＰＭＳ構造の形態である、請求項１～２４のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項26】
単位セルが、新しい混合単位セルを生成するために混合された２つ以上の単位セルのスカラー場を含む、請求項１～２５のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項27】
単位セルがシェルを有し、内部が中空の構造を形成する、請求項１～２６のいずれか一項に記載の構成要素。
【請求項28】
膜エンベロープであって：ａ．請求項１～２７のいずれか一項に記載の透過液キャリア又は透過液－バッキング層構成要素と；
ｂ．濾過膜層と、
を含む、膜エンベローブ。
【請求項29】
前記構成要素の第１の側が第１の濾過膜層に隣接し、前記構成要素の第２の側が第２の濾過膜層に隣接し、前記第１及び第２の濾過膜層が、同じ折りたたまれた膜の部分、又は別個の膜の２つの部分であり得る、請求項２８に記載の膜エンベロープ。
【請求項30】
前記濾過膜層が：ａ．活性層と；
ｂ．支持層と；任意選択的に
ｃ。バッキング層であって、任意選択的に請求項１～２７のいずれか一項に記載のバッキング層と、
を含む、請求項２８又は２９に記載の膜エンベロープ。
【請求項31】
前記構成要素の第１の側が、前記第１の濾過膜層のバッキング層又は支持層に隣接し、前記構成要素の第２の側が、前記第２の濾過膜層のバッキング層又は支持層に隣接し、前記第１及び第２の濾過膜層が、同じ折りたたまれた膜の部分、又は別個の膜の２つの部分であり得る、請求項２８～３０のいずれか一項に記載の膜エンベロープ。
【請求項32】
前記透過液－バッキング層構成要素が、全膜エンベロープ厚さの≧４０％、例えば≧４４％、例えば≧４８％を構成する、請求項２８～３１のいずれか一項に記載の膜エンベロープ。
【請求項33】
前記透過液－バッキング層構成要素が、全膜エンベロープ厚さの４０％～６０％、例えば４２％～５８％、例えば４４％～５６％、例えば４６％～５４％、例えば４８％～５２％を構成する、請求項２８～３２のいずれか一項に記載の膜エンベロープ。
【請求項34】
前記活性層が、グラフェン又はその誘導体、遷移金属ジカルコゲニド（ＴＭＤ）、及び／又は金属有機構造体を含む、請求項２８～３３のいずれか一項に記載の膜エンベロープ。
【請求項35】
ａ．請求項２８～３４のいずれか一項に記載の膜エンベロープを含む；及び／又はｂ．請求項１～２７のいずれか一項に記載の原液流構成要素と、任意選択的に請求項２８～３４のいずれか一項に記載の膜エンベロープである濾過膜層を含む膜エンベロープとを含む、
スパイラル巻き膜。
【請求項36】
請求項３５に記載のスパイラル巻き膜を含む、水処理モジュール。
【請求項37】
適切には水濾過のための、請求項１～２７のいずれか一項に記載の構成要素であって、付加製造によって得られる、構成要素。
【請求項38】
請求項１～２７のいずれか一項に記載の構成要素の製造方法であって、ａ．前記格子構造の付加製造によって前記構成要素を生成するステップを含む、製造方法。
【請求項39】
前記付加製造方法が、ステレオリソグラフィ、デジタルライトプロセッシング、二光子重合、二色光重合、インクジェット印刷、バインダージェット印刷、ステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）、ダイレクトインクライティング、三次元印刷、選択的レーザー焼結、選択的レーザー溶融、ラミネートオブジェクト製造、及び／又は溶融堆積モデリングである、請求項３７に記載の構成要素、又は請求項３８に記載の方法。
【請求項40】
前記付加製造方法が、二光子重合、インクジェット印刷、バインダージェット印刷及び／又はステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）である、請求項３７に記載の構成要素、又は請求項３８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、スパイラル巻き膜用構成要素に関する。特に、本発明は、適切には水処理のための、スパイラル巻き膜の透過液／原液キャリア又はバッキング層に関する。
【背景技術】
【0002】
化学殺菌、太陽殺菌、沸騰、沈殿、及び蒸留などの従来の水処理方法は、世界の人口の運搬可能な水の必要量に低コストで適合するには不十分である。この問題に取り組むために、一般に、限外濾過（ＵＦ）、精密濾過（ＭＦ）、ナノ濾過（ＮＦ）、及び逆浸透（ＲＯ）を含む圧力駆動の膜に基づく水処理技術などのより進歩した技術が確立され工業化されている。熱入力、化学添加剤、及び還元性媒体の再生の利用を回避することの利点が得られることによって、これらの方法により水処理産業が非常に改善されている。
【0003】
膜濾過は、原理上、大きな熱入力がなく、化学添加剤がより少なく、使用済み媒体の再生の必要性がより少ないため、別の水処理技術よりも好都合である。圧力駆動膜プロセスは、食品及び石油産業の廃棄物処理から海水淡水化まで種々の用途に及ぶ、微粒子、イオン、微生物、細菌、及び天然有機材料を除去するための水処理において最も広く使用されている膜技術である。
【0004】
しかし、現在の製造方法は制御されず、結果として、広い孔径分布及び限定された方式の膜が得られる。これらの制御されない方法によって生成された膜は、高圧が必要であり、透過液収率が低くなる。このような膜は、ファウリングが非常に起こりやすく、その結果として寿命が限定される。
【0005】
したがって、持続可能な水処理及び現代の水処理産業のために、低エネルギーコスト、及びより速い水流束速度などのさらに改善された性質を有する機能性膜が得られることが望ましい。
【0006】
スパイラル巻き膜は、中心の透過液収集管に巻き付けられた複数の膜エンベロープと原液キャリアとを含む膜濾過技術の一般的な種類の１つである。膜エンベロープは、典型的には濾過膜層（典型的には活性層、支持層、及びバッキング層を含む）と、透過液キャリアとを含む。膜エンベロープは、３つの外側端部に沿って互いに封止され、第４の端部に沿って中心透過液収集管に取り付けられる。
【0007】
典型的には、原液は、原液キャリアによって濾過膜層に供給され、一般に膜透過圧力（ＴＭＰ）などの膜の表面にわたって加えられる駆動力を用いることで、成分の混合物が分離されて、透過液キャリア中に濾過された透過液が得られる。次にこの透過液は中心透過液収集管内に収集される。
【0008】
キャリアは、スパイラル巻き膜濾過に用いられる重要な構成要素であり、２つの役割を果たすことが多い。原液キャリアは、典型的には、膜エンベロープ間の構造用支持体となり、原液の混合を促進する。透過液キャリアは、典型的には膜エンベロープ内に構造用支持体となり、中心透過液収集管への透過液の流れを促進する。
【0009】
現在、透過液キャリア及び原液キャリアなどの市販のキャリアは、多くの用途で十分に機能するが、新しい水資源を生成し、既存の水資源を保護するためには、改善された乱流、充填密度、膜透過圧力、低コストでより長い寿命、及び／又はより制御可能な製造欠陥を有する、より進歩したキャリアが要求される。上記の要求を満たすための性質を有する新しい材料及び新しい処理技術が望まれる。
【0010】
一般に、水処理のための堅牢な水濾過モジュールは、高い化学安定性、機械的安定性、及び熱安定性、清浄性を備えた良好なファウリング抵抗性、長寿命、高い透過率、並びに制御可能な選択性などの性質を示すべきである。これらの水濾過モジュール中に使用するためのキャリアは、低い材料費及び製造コスト、高い製造拡張性、及び商業化への妥当なリードタイムなどの商業的な利用しやすさを有するべきである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
したがって、効率的な水処理のための改善されたキャリアが要求されている。したがって、本発明の態様の目的は、前述の１つ若しくは数個の問題又は別の問題に対処することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の第１の態様によると、水濾過のためなどのスパイラル巻き膜用構成要素であって、一体的に形成された不均一な格子構造を含み、格子構造は第１及び第２の反復単位セルを含み、第１及び第２の単位セルは異なるものである、構成要素が提供される。
【0013】
本発明の第２の態様によると、適切には水濾過のためのスパイラル巻き膜用バッキング層であって、一体的に形成された格子構造を含む、バッキング層が提供される。
【0014】
本発明の第３の態様によると、スパイラル巻き膜用構成要素、適切には本発明の第１又は第２の態様による構成要素であって、
ａ．第１及び第２の格子単位セルを任意選択的に含む格子構造の付加製造により、一体的に形成された不均一な格子構造を生成することによって構成要素を生成するステップ
を含む方法によって製造される、構成要素が提供される。
ａ．第１及び第２の格子単位セルを任意選択的に含む格子構造の付加製造により、一体的に形成された不均一な格子構造を生成することによって構成要素を生成するステップ
を含む方法によって製造される、構成要素が提供される。
【0015】
本発明の第４の態様によると、スパイラル巻き膜用構成要素、適切には本発明の第１又は第２の態様による構成要素の製造方法であって：
ａ．第１及び第２の格子単位セルを任意選択的に含む格子構造の付加製造により、一体的に形成された不均一な格子構造を生成することによって構成要素を生成するステップ
を含む、製造方法が提供される。
ａ．第１及び第２の格子単位セルを任意選択的に含む格子構造の付加製造により、一体的に形成された不均一な格子構造を生成することによって構成要素を生成するステップ
を含む、製造方法が提供される。
【0016】
本発明の第５の態様によると、本発明の第１から第４の態様のいずれかによる構成要素を含む膜エンベロープが提供される。
【0017】
本発明の第６の態様によると、本発明の第５の態様による膜エンベロープを含むスパイラル巻き膜が提供される。
【0018】
本発明の第７の態様によると、本発明の第６の態様によるスパイラル巻き膜を含む水処理モジュールが提供される。
【0019】
本発明の第８の態様によると、本発明の第７の態様による水処理モジュールを含む水処理装置が提供される。
【0020】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、透過液の流動が可能となるように使用可能な透過液キャリア及び／又はバッキング層、又は原液の流動が可能となるように使用可能な原液流キャリアであり得る。
【0021】
膜エンベロープは、濾過膜層、適切には第１及び第２の濾過膜層を含むことができる。濾過膜層は、支持層及び任意選択的にバッキング層を有する活性層を含むことができる。透過液が流動できるように使用可能な場合、本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、例えば濾過膜層と流体連通するために、第１及び第２の濾過膜層の間に配置することができる。
【0022】
膜エンベロープは、例えば流体シールを形成するために、３つの辺に沿って封止することができ、適切には接着することができる。膜エンベロープは、中心透過液収集管から長手方向に延在する中心線に沿って封止することができる。膜エンベロープの第４の辺は、中心透過液収集管に対して操作可能であり得るし、又は中心透過液収集管に取り付けることができる。
【0023】
膜エンベロープは、≦９５０μｍ、例えば≦７５０μｍ、例えば≦５００μｍ、例えば≦３００μｍ、例えば≦２００μｍの厚さを有することができる。
【0024】
透過液が流動できるように使用可能な場合、スパイラル巻き膜用構成要素は、全膜エンベロープ厚さの≧４０％、例えば≧４２％、例えば≧４４％、例えば≧４６％、例えば≧４８％を構成することができる。
【0025】
透過液が流動できるように使用可能な場合、スパイラル巻き膜用構成要素は、全膜エンベロープ厚さの≦６０％、例えば≦５８％、例えば≦５６％、例えば≦５４％、例えば≦５２％を構成することができる。
【0026】
透過液が流動できるように使用可能な場合、スパイラル巻き膜用構成要素は、全膜エンベロープ厚さの４０％～６０％、例えば４２％～５８％、例えば４４％～５６％、例えば４６％～５４％、例えば４８％～５２％を構成することができる。
【0027】
スパイラル巻き膜用構成要素、適切には透過液流キャリアは、あらゆる適切な厚さを有することができる。スパイラル巻き膜用構成要素、適切には透過液流キャリアの厚さは、≦４５０μｍ、例えば≦３５０μｍ、例えば≦２５０μｍ、例えば≦２００μｍ、例えば≦１００μｍであり得る。
【0028】
膜エンベロープは、第１及び第２の濾過膜層を含むことができ、それぞれの層は支持層を含み、支持層の少なくとも一部の上には活性層が配置され；膜エンベロープは、透過液が流動できるように使用可能な本発明による構成要素をさらに含み、ここで構成要素の第１の側は、第１の濾過膜層のバッキング層に隣接し、又は適切には接触し、適切には第１の側の反対側にある構成要素の第２の側は、第２の濾過膜層のバッキング層に隣接し、又は適切には接触する。
【0029】
スパイラル巻き膜用構成要素、適切には原液流キャリアは、あらゆる適切な厚さを有することができる。スパイラル巻き膜用構成要素、適切には原液流キャリアの厚さは、≦８５０μｍ、例えば≦７００μｍ、例えば≦６５０μｍ、例えば≦６００μｍ、例えば≦５５０μｍ、例えば≦５００μｍ、例えば≦３５０μｍ、例えば≦２５０μｍであり得る。
【0030】
したがって、スパイラル巻き膜は、第１及び第２の膜エンベロープを含むことができ、原液の流動が可能となるように使用可能な本発明による構成要素の第１の側は、第１の膜エンベロープに隣接し、適切には接触し、適切には第１の側の反対側にある構成要素の第２の側は、第２の膜エンベロープに隣接し、適切には接触する。
【0031】
スパイラル巻き膜用の構成要素は、格子構造に沿って、典型的には格子構造の厚さに沿って実質的に垂直に延在するＺ面を含むことができる。スパイラル巻き膜用構成要素は、原液入口から保持液出口までの酵素構造に沿って実質的に水平に延在し、適切には保持液管に対して実質的に垂直であるＸ面を含むことができる。スパイラル巻き膜用構成要素は、格子構造の反対側の端部までの格子構造に沿って実質的に水平に延在するＹ面を含むことができる。
【0032】
スパイラル巻き膜用の構成要素の厚さは、Ｘ面、Ｙ面、及び／又はＺ面に沿って変化させることができる。好ましくは、スパイラル巻き膜用構成要素の厚さはＸ面に沿って変化する。好ましくは、スパイラル巻き膜用構成要素の厚さは、原液流の方向に沿ってＸ面に沿って減少する。
【0033】
スパイラル巻き膜用の構成要素の厚さがＸ面にわたって減少する場合、格子構造は、活性層に対する選択的ふるい分けが促進されるように操作可能となりうる。有利には、単位セルのサイズがＸ面にわたって減少する場合、活性層は、入口の近傍及び周囲で大きな粒子を選択的に濾過することができ、出口の近傍及び周囲で小さな粒子を選択的に濾過することができる。Ｘ面に沿って単位セルのサイズが減少することで、出口の近傍及び周囲のより大きな粒子による活性層のファウリングが減少する。これによってスパイラル膜の寿命が増加する。
【0034】
第２の反復セル単位は、第１の反復単位セルと比較して異なる形状を有することができる。
【0035】
単位セルの形状は、独立して、ダイヤモンド、立方体、ホタル石、オクテット、ケルビンセル、アイソトラス、ヘックスプリズムダイヤモンド、切頂立方体、切頂八面体、ウィア＝フェラン（ｗｅａｉｒｅ－ｐｈｅｌａｎ）、体心立方、面心立方、及び／又は三重周期最小表面（ｔｒｉｐｌｙ ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｍｉｎｉｍａｌ ｓｕｒｆａｃｅ）（ＴＰＭＳ）から選択することができる。
【0036】
単位セルは、独立して、ジャイロイド、シュワルツプリミティブ（Ｓｃｈｗａｒｚ Ｐｒｉｍｉｔｉｖｅ）、シュワルツダイヤモンド（Ｓｃｈｗａｒｚ Ｄｉａｍｏｎｄ）、Ｓｃｈｗａｒｚ Ｃｒｏｓｓ ｌａｙｅｒｓ ｏｆ Ｐａｒａｌｌｅｌｓ、Ｓｃｈｗａｒｚ Ｈｅｘａｇｏｎａｌ、Ｓｐｌｉｔ Ｐ、Ｎｅｏｖｉｕｓ、及び／又はダブルジャイロイドなどのＴＰＭＳ構造から選択することができる。
【0037】
２つ以上の単位セルのスカラー場を混合して、新しい混合場単位セルを形成することができる。
【0038】
第２の反復単位セルは、第１の反復単位セルと比較して異なるサイズを有することができる。
【0039】
単位セルは細孔を含むことができ、格子構造内に単位セルが配列されると、細孔が相互接続され、透過液又は原液は相互接続された細孔を通って流れることができる。適切には、不均一な格子構造内の第１及び第２の反復単位セルの配列によって、細孔が相互接続され、透過液又は原液は相互接続された細孔を通って流れることができる。
【0040】
単位セルの孔径は、透過液又は原液の通過を可能とするのに十分なあらゆる適切な孔径から独立して、選択することができる。
【0041】
第２の反復単位セルは、第１の反復単位セルと比較して異なる孔径を有することができる。単位セルの孔径は、Ｘ面、Ｙ面、及び／又はＺ面にわたって変化することができる。
【0042】
透過液が流動できるように使用可能な場合、格子構造の単位セルの孔径は、≦５ｍｍ、例えば≦４ｍｍ、例えば≦３ｍｍであり得る。
【0043】
透過液が流動できるように使用可能な場合、格子構造の単位セルの孔径は、≧１０μｍ、例えば≧２０μｍ、例えば≧３０μｍであり得る。
【0044】
透過液が流動できるように使用可能な場合、格子構造の単位セルの孔径は、５ｍｍ～１０μｍ、例えば４ｍｍ～２０μｍ、例えば３ｍｍ～３０μｍであり得る。
【0045】
原液が流動できるように使用可能な場合、格子構造の単位セルの孔径は、≦５ｍｍ、例えば≦４ｍｍ、例えば≦３ｍｍ、例えば≦１ｍｍ、例えば≦０．５ｍｍであり得る。
【0046】
原液が流動できるように使用可能な場合、格子構造の単位セルの孔径は、≧１０μｍ、例えば≧２０μｍ、例えば≧３０μｍ、例えば≧４０μｍ、例えば≧５０μｍであり得る。
【0047】
原液が流動できるように使用可能な場合、格子構造の単位セルの孔径は、５ｍｍ～１０μｍ、例えば４ｍｍ～２０μｍ、例えば３ｍｍ～３０μｍ、例えば１ｍｍ～４０μｍ、例えば０．５ｍｍ～５０μｍであり得る。
【0048】
単位セルの支柱の太さは、独立して、あらゆる適切な太さから選択することができる。
【0049】
第２の反復単位セルは、第１の反復単位セルと比較して異なる支柱の太さを有することができる。単位セルの支柱の太さは、Ｘ面、Ｙ面、及び／又はＺ面にわたって変化することができる。好ましくは、単位セル支柱の太さはＸ面にわたって変化することができる。
【0050】
透過液が流動できるように使用可能な場合、格子構造の単位セルの支柱の太さは、≦５ｍｍ、例えば≦４ｍｍ、例えば≦３ｍｍであり得る。
【0051】
透過液が流動できるように使用可能な場合、格子構造の単位セルの支柱の太さは、≧１０μｍ、例えば≧２０μｍ、例えば≧３０μｍであり得る。
【0052】
透過液が流動できるように使用可能な場合、格子構造の単位セルの支柱の太さは、５ｍｍ～１０μｍ、例えば４ｍｍ～２０μｍ、例えば３ｍｍ～３０μｍであり得る。
【0053】
原液が流動できるように使用可能な場合、第１及び第２の反復単位セルの支柱の太さは、≦５ｍｍ、例えば≦４ｍｍ、例えば≦３ｍｍ、例えば≦１ｍｍ、例えば≦０．５ｍｍであり得る。
【0054】
原液が流動できるように使用可能な場合、第１及び第２の反復単位セルの支柱の太さは、≧１０μｍ、例えば≧２０μｍ、例えば≧３０μｍ、例えば≧４０μｍ、例えば≧５０μｍであり得る。
【0055】
原液が流動できるように使用可能な場合、第１及び第２の反復単位セルの支柱の太さは、５ｍｍ～１０μｍ、例えば４ｍｍ～２０μｍ、例えば３ｍｍ～３０μｍ、例えば１ｍｍ～４０μｍ、例えば０．５ｍｍ～５０μｍであり得る。
【0056】
単位セルの支柱は、シェルを有し、内部が中空の構造を形成することができる。有利には中空構造によって、製造プロセス中に使用される材料の量が減少し、これとともにキャリアの重量及び製造コストが減少する。
【0057】
第１及び第２の反復単位セルは、格子構造全体にわたるＸ面、Ｙ面、及び／又はＺ面の少なくとも一部に沿って交互に配置することができる。好ましくは、単位セルの支柱の太さは、Ｘ面に沿って変化することができる。
【0058】
第１の反復単位セルは第１の層中に配列することができ、第２の反復単位セルは第２の層中に配列することができ、ここでそれぞれの層中、単位セルは第１又は第２の単位セルの＞５０％、例えば≧７０％又は≧８５％を構成することができる。前記層は、Ｚ面に沿って配置することができ、例えば積層することができる。第１の層は、第２の層よりも大きい平均単位セル孔径を有することができる。有利には、この配列によって、支持層、したがって活性層の均一なコーティングが可能となる。さらに、第１及び第２の反復単位セルがこのように配列すると、透過液は膜エンベロープ内をより自由に流動することができる。
【0059】
第２の反復単位セルは、第１の反復単位セルの格子構造全体にわたって分散したり集団になったりすることができる。反復単位セルの分散は、格子構造全体にわたって不規則な場合もあるし、又は規則的な間隔で存在することもある。
【0060】
第１の単位セルは、格子構造の外側端部に配置することができ、第２の単位セルは、格子構造の中央に配置することができる。或いは、第１の単位セルの第２の単位セルに対する配列は不規則であり得る。
【0061】
本発明の不均一な格子は、同じ条件下で、同じスパイラル巻き膜中の比較用構成要素よりも遅い流量においてスパイラル巻き膜において少なくとも２３００のレイノルズ数（Ｒｅ）が得られるように操作可能となることができ、例えば０～１ｍ／ｓのより遅い流量において、比較用構成要素が、第１の単位セル又は第２の単位セルのいずれかから形成される均一格子構造を有することを除けば、比較用構成要素は本発明の構成要素と同じである。不均一な格子設計では、有利にはより長時間少なくとも２３００のＲｅ数の維持も行われ、比較用構成要素と比較して少なくとも１００％だけ逆洗を減少させることができる。
【0062】
本明細書において「比較用構成要素」への言及は、別の意味で用いられるのでなければ、本発明の構成要素と同じ条件下での同じスパイラル巻き膜中の比較用構成要素を意味し、比較用構成要素が第１の単位セル又は第２の単位セルのいずれかから形成される均一格子構造を有することを除けば、比較用構成要素は本発明の構成要素と同じである。
【0063】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、かん水を濾過するために使用可能な場合など、≦１５ｂａｒ、例えば≦１２ｂａｒ、例えば≦９ｂａｒの膜透過圧力が得られるように操作可能となりうる。
【0064】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、かん水を濾過するために使用可能な場合など、≧３ｂａｒ、例えば≦５ｂａｒ、例えば≦６ｂａｒの膜透過圧力が得られるように操作可能となりうる。
【0065】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、かん水を濾過するために使用可能な場合など、３ｂａｒ～１５ｂａｒ、例えば５ｂａｒ～１２ｂａｒ、例えば６ｂａｒ～９ｂａｒの膜透過圧力が得られるように操作可能となりうる。
【0066】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、海水を濾過するために使用可能な場合など、≦５０ｂａｒ、例えば≦４８ｂａｒ、例えば≦４６ｂａｒ、例えば≦４４ｂａｒ、例えば≦４２ｂａｒの膜透過圧力が得られるように操作可能となりうる。
【0067】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、海水を濾過するために使用可能な場合など、≧３０ｂａｒ、例えば≦３２ｂａｒ、例えば≦３４ｂａｒ、例えば≦３６ｂａｒ、例えば≦３８ｂａｒの膜透過圧力が得られるように操作可能となりうる。
【0068】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、海水を濾過するために使用可能な場合など、３０ｂａｒ～５０ｂａｒ、例えば３２ｂａｒ～４８ｂａｒ、例えば３４ｂａｒ～４６ｂａｒ、３６ｂａｒ～４４ｂａｒ、３８ｂａｒ～４２ｂａｒの膜透過圧力が得られるように操作可能となりうる。
【0069】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、スパイラル巻き膜中で、比較用構成要素よりも≧５％低い、例えば≧２０％低い、又は≧４０％低い膜透過圧力が得られるように操作可能となりうる。
【0070】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、≦１４０Ｌ／（ｍ２ｈｒ）、例えば≦１２０Ｌ／（ｍ２ｈｒ）、例えば≦１０５Ｌ／（ｍ２ｈｒ）の透過流束が得られるように操作可能となりうる。
【0071】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、≧７５Ｌ／（ｍ２ｈｒ）、例えば≧８５Ｌ／（ｍ２ｈｒ）、例えば≧１００Ｌ／（ｍ２ｈｒ）の透過流束が得られるように操作可能となりうる。
【0072】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、７５Ｌ／（ｍ２ｈｒ）～１４０Ｌ／（ｍ２ｈｒ）、例えば８５Ｌ／（ｍ２ｈｒ）～１２０Ｌ／（ｍ２ｈｒ）、例えば１００Ｌ／（ｍ２ｈｒ）～１０５Ｌ／（ｍ２ｈｒ）の透過流束が得られるように操作可能となりうる。
【0073】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、スパイラル巻き膜中で、比較用構成要素よりも≧５％高い、例えば≧２０％高い、又は≧４０％高い透過流束が得られるように操作可能となりうる。
【0074】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、≦１８００ｍ２／ｍ３、例えば≦１５００ｍ２／ｍ３、例えば１３００ｍ２／ｍ３の充填密度を有することができる。
【0075】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、≧６５０ｍ２／ｍ３、例えば≧７５０ｍ２／ｍ３、例えば≧９００ｍ２／ｍ３の充填密度を有することができる。
【0076】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、６５０ｍ２／ｍ３～１８００ｍ２／ｍ３、例えば７５０ｍ２／ｍ３～１５００ｍ２／ｍ３、例えば９００ｍ２／ｍ３～１３００ｍ２／ｍ３の充填密度を有することができる。
【0077】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、比較用構成要素よりも≧１０％高い、例えば≧２５％高い、又は≧５０％高い充填密度を有することができる。
【0078】
充填密度は、当業者に周知のあらゆる適切な方法によって計算することができる。一般的には：
【数1】
【0079】
例えば、膜が円筒形の原液流チャネルを含む場合、その充填密度は以下のように計算することができる；
寸法測定は以下のように行われる：
ｒｃ＝１つのチャネルの半径
Ｌ＝チャネル長さ
ｒｆ＝セラミックフィルターの半径
Ｌｆ＝セラミックフィルターの長さ
Ｃ＝２×π×ｒｃ
Ｖ＝Ｌｆ×π×ｒｆ ２
Ｃ＝チャネル周囲の長さ
Ｌｃ＝チャネルの長さ
Ｎ＝チャネルの数
Ｖ＝セラミックフィルターの体積
寸法測定は以下のように行われる：
ｒｃ＝１つのチャネルの半径
Ｌ＝チャネル長さ
ｒｆ＝セラミックフィルターの半径
Ｌｆ＝セラミックフィルターの長さ
Ｃ＝２×π×ｒｃ
Ｖ＝Ｌｆ×π×ｒｆ ２
Ｃ＝チャネル周囲の長さ
Ｌｃ＝チャネルの長さ
Ｎ＝チャネルの数
Ｖ＝セラミックフィルターの体積
【数2】
【0080】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、スパイラル巻き膜中で、比較用構成要素と比較して、≧５％、より好ましくは≧１０％、最も好ましくは≧１５％の圧力低下が得られるように操作可能となりうる。
【0081】
スパイラル巻き膜用構成要素、適切には原液流キャリアは、スパイラル巻き膜中で、比較用構成要素と比較して、≧５０％だけ定置洗浄（ＣＩＰ）の頻度が減少するように操作可能となりうる。
【0082】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、≦１８００ｍ２／ｍ３、例えば≦１６００ｍ２／ｍ３、例えば≦１３００ｍ２／ｍ３の活性表面積を有することができる。
【0083】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、≧８５０ｍ２／ｍ３の活性表面積を有することができ、このようなものは≧１０００ｍ２／ｍ３、例えば≧１２００ｍ２／ｍ３を有する。
【0084】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、８５０ｍ２／ｍ３～１８００ｍ２／ｍ３、例えば１０００ｍ２／ｍ３～１６００ｍ２／ｍ３、例えば１２００ｍ２／ｍ３～１３００ｍ２／ｍ３の活性表面積を有することができる。
【0085】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、比較用構成要素よりも≧１０％、より好ましくは≧３０％、例えば≧５０％大きい活性表面積を有することができる。
【0086】
典型的には、スパイラル巻き膜中、バッキング層は、活性層及び支持層に対する構造用支持体となる透過性材料である。
【0087】
本発明の第２の態様によるバッキング層は、あらゆる適切な厚さを有することができる。本発明の第２の態様によるバッキング層の厚さは、≦１２０μｍ、例えば≦１００μｍ、例えば≦８０μｍ、例えば≦５０μｍ、例えば≦３０μｍであり得る。
【0088】
本発明の第２の態様によるバッキング層は、膜エンベロープ厚さの≦４０％、例えば≦３８％、例えば≦３６％、例えば≦３４％、例えば≦３２％を構成することができる。
【0089】
本発明の第２の態様によるバッキング層は、膜エンベロープ厚さの≧２０％、例えば≧２２％、例えば≧２４％、例えば≧２６％、例えば≧２８％を構成することができる。
【0090】
本発明の第２の態様によるバッキング層は、膜エンベロープ厚さの２０％～４０％、例えば２２％～３８％、例えば２４％～３６％、例えば２６％～３４％、例えば２８％～３２％を構成することができる。
【0091】
したがって、膜エンベロープは、第１及び第２の濾過膜層を含むことができ、それぞれの層は、支持層を含み、支持層の少なくとも一部の上には活性層が配置され；膜エンベロープは、透過液が流動できるように使用可能なバッキング層をさらに含み、バッキング層の第１の側は、第１の濾過膜層の支持層に接触し、適切には第１の側の反対側であるベーキング層の第２の側は、第２の濾過膜層の支持層に接触する。
【0092】
しかし、有利には、複合透過液キャリア及びバッキング層として使用可能なスパイラル巻き膜用構成要素が膜エンベロープ中に存在する場合、膜エンベロープの厚さを減少させることができる。
【0093】
有利には、複合透過液キャリア及びバッキング層として透過液が流動できるように使用可能な場合、スパイラル巻き膜用構成要素は、活性層及び支持層に対して十分な機械的支持体となることができる。
【0094】
したがって、膜エンベロープは、第１及び第２の濾過膜層を含むことができ、それぞれの層は支持層を含み、支持層の少なくとも一部の上には活性層が配置され；膜エンベロープは、複合透過液キャリア及びバッキング層として透過液が流動できるように使用可能なスパイラル巻き膜用構成要素をさらに含み、スパイラル巻き膜用構成要素の第１の側は、第１の濾過膜層の支持層に接触し、適切には第１の側の反対側にあるスパイラル巻き膜用構成要素の第２の側は、第２の濾過膜層の支持層に接触する。
【0095】
複合透過液キャリア及びバッキング層として透過液が流動できるように使用可能なスパイラル巻き膜用構成要素を含む場合、膜エンベロープは、≦４００μｍ、例えば≦３００μｍ、例えば≦２００μｍの厚さを有することができる。
【0096】
複合透過液キャリア及びバッキング層として透過液が流動できるように使用可能な場合、スパイラル巻き膜用構成要素は、あらゆる適切な厚さを有することができる。複合透過液キャリア及びバッキング層として透過液が流動できるように使用可能な場合、スパイラル巻き膜用構成要素の厚さは、≦１２０μｍ、例えば≦１００μｍ、例えば≦６０μｍ、例えば≦３０μｍであり得る。
【0097】
複合透過液キャリア及びバッキング層として透過液が流動できるように使用可能な場合、スパイラル巻き膜用構成要素は、膜エンベロープの厚さの≧３０％、例えば≧３５％、例えば≧４０％、例えば≧４５％、例えば≧５０％を構成することができる。
【0098】
複合透過液キャリア及びバッキング層として透過液が流動できるように使用可能な場合、スパイラル巻き膜用構成要素は、膜エンベロープの厚さの≦７５％、例えば≦７０％、例えば≦６５％、例えば≦６０％、例えば≦５５％を構成することができる。
【0099】
複合透過液キャリア及びバッキング層として透過液が流動できるように使用可能な場合、スパイラル巻き膜用構成要素は、膜エンベロープの厚さの３０％～７５％、例えば３５％～７０％、例えば４０％～６５％、例えば４５％～６０％、例えば５０％～５５％を構成することができる。
【0100】
複合透過液キャリア及びバッキング層として透過液が流動できるように使用可能な場合、格子構造の単位セルの孔径は、≦５００μｍ、例えば≦４００μｍ、例えば≦３００μｍであり得る。
【0101】
複合透過液キャリア及びバッキング層として透過液が流動できるように使用可能な場合、格子構造の単位セルの孔径は、≧１μｍ、例えば≧２μｍ、例えば≧３μｍであり得る。
【0102】
複合透過液キャリア及びバッキング層として透過液が流動できるように使用可能な場合、格子構造の単位セルの孔径は、１μｍ～５００μｍ、例えば２μｍ～４００μｍ、例えば３μｍ～３００μｍであり得る。
【0103】
複合透過液キャリア及びバッキング層として透過液が流動できるように使用可能なスパイラル巻き膜用構成要素の格子構造は、より高次のアーカイバル（ａｒｃｈｉｖａｌ）格子構造を有することができる。
【0104】
複合透過液キャリア及びバッキング層として透過液が流動できるように使用可能な場合、スパイラル巻き膜用構成要素は、第１又は第２の単位セルと別個のバッキング層とから形成される鋼構造を含むことを除けば本発明の構成要素と同じである比較用構成要素と比較して、充填密度の≧１０％の増加及び／又は活性表面積の≧１０％の増加を示すことができる。
【0105】
複合透過液キャリア及びバッキング層として透過液が流動できるように使用可能な場合、スパイラル巻き膜用構成要素は、膜エンベロープ中に別個のバッキング層をさらに有する前述の規定の比較用構成要素と比較して、≧１０％、及び／又は≧１０％、より好ましくは≧２０％の圧力低下の減少、スパイラル巻き膜中の透過流束の増加を示すことができる。
【0106】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、付加製造によって製造することができる。付加製造技術は、あらゆる適切な３Ｄ印刷技術であり得る。例えば、本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、ステレオリソグラフィ、デジタルライトプロセッシング、二光子重合、二色光重合（ｔｗｏ ｃｏｌｏｕｒ ｐｈｏｔｏ－ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）、インクジェット印刷、バインダージェット印刷、ステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）、ダイレクトインクライティング、三次元印刷、選択的レーザー焼結、選択的レーザー溶融、ラミネートオブジェクト製造、又は溶融堆積モデリングを用いて印刷することができる。
【0107】
好ましくは、本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、ＳＬＡによって提供される。
【0108】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、ポリマー材料、セラミック材料、複合材料、無機－有機材料、及び／又は金属材料を含むことができる。
【0109】
本発明のいずれかの態様によるスパイラル巻き膜用構成要素は、ＵＶ硬化した熱硬化性前駆体材料；ポリカーボネートをベースとする材料、例えばＡｃｃｕｒａ ５５３０、Ａｃｃｕｒａ ６０、Ａｃｃｕｒａ ５５；アクリロニトリルブタジエンスチレンをベースとする材料、例えばＲｅｎｓｈａｐｅ ＳＬ７８２０、Ｓｏｍｏｓ Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ ＸＣ １１１２２、Ａｃｃｕｒａ Ｘｔｒｅｍｅ Ｗｈｉｔｅ ２００、Ｓｏｍｏｓ １４１２０；ポリプロピレンをベースとする材料、例えばＳｏｍｏｓ ９１２０、Ａｃｕｒｒａ ２５、Ｓａｍｏｓ ＮｅＸＴ；ポリエチレンをベースとする材料、例えばＶｉｓｉＪｅｔ ＳＬ Ｆｌｅｘ；エポキシをベースとする材料、例えばＥｐｏｘｙ ＳＬ５１７０；アクリルをベースとする材料、例えばＡｃｃｕｒａ Ｘｔｒｅｍｅ、Ａｃｃｕｒａ Ｘｔｒｅｍｅ ２００、又はそれらのあらゆる組み合わせから選択される材料から形成することができる。
【0110】
有利には、本発明のスパイラル巻き膜用構成要素は、加工の改善された容易さ及び／又は低コストで生成することができる。
【0111】
活性層は、二次元材料の少なくとも２つの層を含む層状構造を有することができ、ここで二次元材料は、グラフェン又はその誘導体、及び／又は遷移金属ジカルコゲニド（ＴＭＤ）を含む。本発明のいずれかの態様の遷移金属ジカルコゲニドは、式（Ｉ）：
ＭａＸｂ、
（Ｉ）
によるものであり得、ここで、Ｍは、遷移金属原子、例えばＭｏ、Ｗ、Ｎｂ、及びＮｉであり；
Ｘは、カルコゲン原子、好ましくはＳ、Ｓｅ、又はＴｅであり；
０＜ａ≦１及び０＜ｂ≦２である。
ＭａＸｂ、
（Ｉ）
によるものであり得、ここで、Ｍは、遷移金属原子、例えばＭｏ、Ｗ、Ｎｂ、及びＮｉであり；
Ｘは、カルコゲン原子、好ましくはＳ、Ｓｅ、又はＴｅであり；
０＜ａ≦１及び０＜ｂ≦２である。
【0112】
本発明のいずれかの態様の遷移金属ジカルコゲニドは、ＭｏＳ２、ＭｏＳｅ２、ＷＳ２、ＷＳｅ２、ＭｏａＷ１－ａＳ２、ＭｏａＷ１－ａＳｅ２、ＭｏＳｂＳｅ２－ｂ、ＷＳｂＳｅ２－ｂ、又はＭｏａＷ１－ａＳｂＳｅ２－ｂ（ここで０＜ａ≦１及び０＜ｂ≦２である、又はそれらの組み合わせの１つ以上から選択される。好ましくは、遷移金属ジカルコゲニドは、ＭｏＳ２、ＷＳ２、ＭｏＳｅ２、ＷＳｅ２から選択される。最も好ましくはＭｏＳ２及びＷＳ２から選択される。このような遷移金属ジカルコゲニドは、ＡＣＳ Ｍａｔｅｒｉａｌから市販されている。
【0113】
本発明のいずれかの態様による遷移金属ジカルコゲニドは、１ｎｍ～５０００ｎｍ、例えば５０ｎｍ～７５０ｎｍの間、７５ｎｍ～５００ｎｍ、１００ｎｍ～４００ｎｍ、例えば１３０ｎｍ～３００ｎｍ、１５０ｎｍ～２９０ｎｍ、又は１６０ｎｍ～２８０ｎｍ、適切には１７０ｎｍ～２７０ｎｍ、１８０ｎｍ～２６０ｎｍ、又は好ましくは１９０ｎｍ～２５０ｎｍの平均サイズを有するフレークの形態であり得る。適切には、遷移金属ジカルコゲニドフレークのサイズ分布は、遷移金属ジカルコゲニドフレークの少なくとも３０重量％が、１ｎｍ～５０００ｎｍの間、例えば５０ｎｍ～７５０ｎｍの間、７５ｎｍ～５００ｎｍ、１００ｎｍ～４００ｎｍ、例えば１３０ｎｍ～３００ｎｍ、１５０ｎｍ～２９０ｎｍ、又は１６０ｎｍ～２８０ｎｍ、適切には１７０ｎｍ～２７０ｎｍ、１８０ｎｍ～２６０ｎｍ、又は好ましくは１９０ｎｍ～２５０ｎｍの直径を有し、より好ましくは少なくとも４０重量％、５０重量％、６０重量％、７０重量％、最も好ましくは少なくとも８０重量％又は少なくとも９０重量％又は９５重量％又は９８重量％又は９９重量％が上記の直径を有するようなサイズ分布である。それらの遷移金属ジカルコゲニドのサイズ及びサイズ分布は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ、ＪＥＭ－２１００Ｆ、ＪＥＯＬ Ｌｔｄ．、日本）を用いて測定することができる。
【0114】
例えば、試料全体にわたる二次元層の横方向サイズは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ、ＪＥＭ－２１００Ｆ、ＪＥＯＬ Ｌｔｄ．、日本）、及び測定された同じサイズのナノシート（Ｍｉ）の数（Ｎｉ）を用いて測定することができる。次に、平均サイズは式１：
によって計算することができ、ここで、Ｍｉはナノシートの直径であり、Ｎｉは直径Ｍｉを有するサイズの数である。
【数3】
【0115】
遷移金属ジカルコゲニドは、単層又は多層の粒子又はフレークの形態であり得、好ましくは単層の形態であり得る。遷移金属ジカルコゲニドフレークは、単層、２層、又は数層の遷移金属ジカルコゲニドから形成され得、ここで数層は３～１００層の間として定義することができる。適切には、遷移金属ジカルコゲニドフレークは、１～１００層の間、例えば２～７５層の間、又は５～５０層、又は１０～２５層を含む。適切には、遷移金属ジカルコゲニドの少なくとも３０重量％は、１～３０層の間、例えば５～３０層の間、又は５～１０層を含み、より好ましくは少なくとも４０重量％、５０重量％、６０重量％、７０重量％、最も好ましくは少なくとも８０重量％又は少なくとも９０重量％又は９５重量％又は９８重量％又は９９重量％が上記の層を含む。その遷移金属ジカルコゲニドフレーク中の層の数は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ又は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ））（ＴＴ－ＡＦＭ、ＡＦＭ ｗｏｒｋｓｈｏｐ Ｃｏ．、ＣＡ、ＵＳＡ）を用いて測定することができる。
【0116】
適切には、遷移金属ジカルコゲニド又はそれらの混合物中の隣接格子面間のｄ間隔は、０．３４ｎｍ～５０００ｎｍ、例えば０．３４ｎｍ～１０００ｎｍ、又は０．４ｎｍ～５００ｎｍ、又は０．４ｎｍ～２５０ｎｍ、例えば０．４ｎｍ～２００ｎｍ、又は０．４ｎｍ～１５０ｎｍ、又は０．４ｎｍ～１００ｎｍ、又は０．４ｎｍ～５０ｎｍ、又は０．４ｎｍ～２５ｎｍ、又は０．４ｎｍ～１０ｎｍ、又は０．４ｎｍ～８ｎｍ、例えば０．４ｎｍ～７ｎｍ、０．４５ｎｍ～６ｎｍ、０．５０ｎｍ～５ｎｍ、又は０．５５ｎｍ～４ｎｍ、又は０．６ｎｍ～３ｎｍ、例えば０．６ｎｍ～２．５ｎｍ、０．６ｎｍ～１ｎｍ、０．６ｎｍ～２ｎｍ、又は０．６ｎｍ～１．５ｎｍである。
【0117】
遷移金属ジカルコゲニドの平均サイズは、基材の平均孔径の少なくとも８０％であり得る。例えば、２００ｎｍの基材の平均孔径の場合、フレークは少なくとも１６０ｎｍの平均サイズを有することができる。適切には、遷移金属ジカルコゲニドの平均サイズは、多孔質基材の平均孔径以上であり、例えば、基材の平均孔径の少なくとも１００％、又は少なくとも１１０％、又は少なくとも１２０％である。
【0118】
活性層は、その遷移金属ジカルコゲニド以外の材料、適切には二次元材料を含むことができる。例えば、活性層の別の材料は、シリセン、ゲルマネン、スタネン、窒化ホウ素、適切にはｈ－窒化ホウ素、窒化炭素、金属－有機ナノシート、グラフェン、酸化グラフェン、還元酸化グラフェン官能化酸化グラフェン、及びポリマー／グラフェンエアロゲルの１つ以上から選択することができる。
【0119】
活性層は、活性層の性質を調節するための添加剤を含むことができ、例えば、別の金属；及び／又は繊維、例えば金属酸化物ナノストランド；及び／又はドーパント、例えば、Ａｕ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｕ（ＯＨ）２、Ｃｄ（ＯＨ）２、及びＺｒ（ＯＨ）２を含むことができる。このような添加剤は、層間距離を制御するため、及び／又は高い水流束速度のためのナノチャネルを形成するために膜に加えることができる。０．５ｎｍ～１０００ｎｍの直径を有する連続繊維又は短繊維などのあらゆる種類の適切な繊維を膜内に混入することができる。好ましくは、繊維は、機械的除去又は溶解などによって使用前に除去される。
【0120】
添加剤の添加は、コーティング組成物に加えることによって、又は膜表面上に所望の機能性を有する添加剤を堆積することによって行うことができる。
【0121】
活性層組成物を濾過膜層に塗布する方法は、遷移金属ジカルコゲニドを含むコーティング組成物を支持層上に塗布するステップを含むことができる。
【0122】
方法は、重力堆積、真空蒸着、圧力堆積；印刷、例えば、インクジェット印刷、エアロゾル印刷、３Ｄ印刷、オフセットリソグラフィ印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷技術、パッド印刷；カーテンコーティング、ディップコーティング、スピンコーティング、並びに当業者に周知の別の印刷又はコーティング技術を用いて、コーティング組成物を支持層上に接触させることを含むことができる。
【0123】
塗布方法のさらなる詳細は、公開されたＰＣＴ特許出願の国際公開第２０１９／１２２８２８号パンフレット、特に段落［７３］～［７７］（両端の段落番号を含む）に開示されている。段落［７３］～［７７］（両端の段落番号を含む）の内容全体は、すべて参照により本明細書に援用される。
【0124】
活性層コーティング組成物は、液体媒体と遷移金属ジカルコゲニドとを含む液体組成物であり得る。本発明のコーティング組成物は、溶媒を含むか、非溶媒を含むか、又は無溶媒であり得、ＵＶ硬化性組成物、ｅビーム硬化性組成物などであり得る。本発明に使用するための液体組成物として、例えば溶液、分散液、又は懸濁液として配合される場合、適切な担体液体又は溶媒は水性又は有機であり得、したがって別の成分が選択される。例えば、液体担体は、水、又は有機溶媒、例えばエタノール、テルピネオール、ジメチルホルムアミドＮ－メチル－２－ピロリドン、イソプロピルアルコール、鉱油、エチレングリコール、又はそれらの混合物を含むことができ、任意選択的に、組成物の性能及び／又はレオロジーを向上させる別の材料、例えば、バインダー、乾燥剤、酸化防止剤、還元剤、潤滑剤、可塑剤、ろう、キレート剤、界面活性剤、顔料、脱泡剤、及び増感剤のいずれか１つ以上を含むことができる。
【0125】
活性層組成物のさらなる詳細は、公開されたＰＣＴ特許出願の国際公開第２０１９／１２２８２８号パンフレット、特に、段落［４６］～［６１］（両端の段落番号を含む）に開示されている。段落［４６］～［６１］（両端の段落番号を含む）の内容全体は、すべて参照により本明細書に援用される。
【0126】
グラフェン又はその誘導体は、酸化グラフェン、還元酸化グラフェン、水和グラフェン及びアミノ系グラフェン、アルキルアミン官能化酸化グラフェン、アンモニア官能化酸化グラフェン、アミン官能化還元酸化グラフェン、オクタデシルアミン官能還元酸化グラフェン、及び／又はポリマーグラフェンエアロゲルの１つ以上から選択することができる。好ましくは、グラフェン又はその誘導体は酸化グラフェンである。グラフェン及びその誘導体は、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈから商業的に入手することができる。
【0127】
適切には、グラフェン又はその誘導体、好ましくは酸化グラフェンは、ヒドロキシル基、カルボン酸基、及び／又はエポキシド基を含む。グラフェン又はその誘導体、好ましくは酸化グラフェンの酸素含有量は、０％～６０％の酸素原子パーセント値、例えば０％～５０％又は０％～４５％の酸素原子パーセント値であり得る。適切には、酸素含有量は２０％～２５％又は２５％～４５％である。有利には、含水量が２５％～４５％の間である場合、組成物中に界面活性剤は存在しないことがある。好ましくは、酸素含有量は３０％～４０％の酸素原子パーセント値である。このような範囲によって、別の安定化成分が存在しないにもかかわらず、改善された安定性を得ることができる。適切には、グラフェン又は誘導体が還元酸化グラフェンである場合、酸素含有量は５％～２０％の酸素原子パーセント値である。酸素含有量は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって特徴づけることができる。
【0128】
グラフェン又はその誘導体、適切には酸化グラフェンは、任意選択的にさらなる官能基で置換することができる。この任意選択の官能基は、グラフト化官能基であり得、好ましくはグラフェン又はその誘導体に既に存在するヒドロキシル基、カルボン酸基、及びエポキシド基との反応によってグラフトすることができる。官能化は、共有結合修飾と、非共有結合修飾とを含む。共有結合修飾方法は、求核置換反応、求電子置換反応、縮合反応、及び付加反応にサブカテゴライズすることができる。任意選択の官能基の例は、アミン基；脂肪族アミン基、例えば長鎖（例えばＣ１８～Ｃ５０）脂肪族アミン基；ポルフィリン官能化第２級アミン基、及び／又は３－アミノ－プロピルトリエトキシシラン基である。グラフェン又はその誘導体は、アミノ基、適切にはグラフト化アミノ基を含むことができ、好ましくは酸化グラフェンを含むことができる。このような官能化によって、鉄酸の改善された選択的ふるい分けを行うことができる。
【0129】
本発明のいずれかの態様によるグラフェン又はその誘導体は、１ｎｍ～５０００ｎｍ、例えば５０ｎｍ～７５０ｎｍの間、１００ｎｍ～５００ｎｍ、１００ｎｍ～４００ｎｍのサイズを有するフレークの形態であり得る。本発明のいずれかの態様によるグラフェン又はその誘導体は、１００ｎｍ～３５００ｎｍ、例えば２００ｎｍ～３０００ｎｍ、３００ｎｍ～２５００ｎｍ、又は４００ｎｍ～２０００ｎｍ、好ましくは５００ｎｍ～１５００ｎｍのサイズを有するフレークの形態であり得る。本発明いずれかの態様によるグラフェン又はその誘導体は、５００ｎｍ～４０００ｎｍ、５００ｎｍ～３５００ｎｍ、５００ｎｍ～３０００ｎｍ、７５０ｎｍ～３０００ｎｍ、１０００ｎｍ～３０００ｎｍ、例えば１２５０ｎｍ～２７５０ｎｍ又は好ましくは１５００ｎｍ～２５００ｎｍのサイズを有するフレークの形態であり得る。適切には、グラフェンフレーク又はその誘導体のサイズ分布は、グラフェンフレーク又はその誘導体少なくとも３０重量％が、１ｎｍ～５０００ｎｍの間、例えば１ｎｍ～７５０ｎｍの間、１００ｎｍ～５００ｎｍ、１００ｎｍ～４００ｎｍ；又は１００ｎｍ～３５００ｎｍの間、例えば２００ｎｍ～３０００ｎｍ、３００ｎｍ～２５００ｎｍ、又は４００ｎｍ～２０００ｎｍ、好ましくは５００ｎｍ～１５００ｎｍ；又は５００ｎｍ～４０００ｎｍの間、５００ｎｍ～３５００ｎｍ、５００ｎｍ～３０００ｎｍ、７５０ｎｍ～３０００ｎｍ、１０００ｎｍ～３０００ｎｍ、例えば１２５０ｎｍ～２７５０ｎｍ、又は好ましくは１５００ｎｍ～２５００ｎｍの直径を有するようなサイズ分布であり得；より好ましくは少なくとも４０重量％、５０重量％、６０重量％、７０重量％、最も好ましくは少なくとも８０重量％又は少なくとも９０重量％又は９５重量％又は９８重量％又は９９重量％が、上記の直径を有するようなサイズ分布であり得る。グラフェンフレーク又はその誘導体のサイズ及びサイズ分布は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ、ＪＥＭ－２１００Ｆ、ＪＥＯＬ Ｌｔｄ．、日本）を用いて求めることができる。
【0130】
グラフェン又はその誘導体は、単層又は多層の粒子であり得、好ましくは単層の形態であり得る。グラフェンフレーク又はその誘導体は、単層、２層、又は数層のグラフェン又はその誘導体から形成することができ、ここで数層は３～２０層の間として定義することができる。適切には、グラフェンフレーク又はその誘導体は、１～１５層の間、例えば２～１０層の間又は５～１５層を含む。適切には、グラフェンフレーク又はその誘導体の少なくとも３０重量％が、１～１５層の間、例えば１～１０層の間又は５～１５層を含み、より好ましくは少なくとも４０重量％、５０重量％、６０重量％、７０重量％及び最も好ましくは少なくとも８０重量％又は少なくとも９０重量％又は９５重量％又は９８重量％又は９９重量％が上記の層を含む。グラフェンフレーク又はその誘導体の層の数は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ又は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ））（ＴＴ－ＡＦＭ、ＡＦＭ ｗｏｒｋｓｈｏｐ Ｃｏ．、ＣＡ、ＵＳＡ）を用いて測定することができる。
【0131】
適切には、グラフェン又はその誘導体中の隣接格子面間のｄ間隔は、０．３４ｎｍ～１０００ｎｍ、例えば０．３４ｎｍ～５００ｎｍ、又は０．４ｎｍ～５００ｎｍ、又は０．４ｎｍ～２５０ｎｍ、例えば０．４ｎｍ～２００ｎｍ、又は０．４ｎｍ～１５０ｎｍ、又は０．４ｎｍ～１００ｎｍ、又は０．４ｎｍ～５０ｎｍ、又は０．４ｎｍ～２５ｎｍ、又は０．４ｎｍ～１０ｎｍ、又は０．４ｎｍ～５ｎｍ、例えば０．４５ｎｍ～４ｎｍ、０．５ｎｍ～３ｎｍ、０．５５ｎｍ～２ｎｍ、又は０．５５ｎｍ～１．５ｎｍ、又は０．６ｎｍ～１．２ｎｍ、例えば０．６ｎｍ～１．１ｎｍ、０．６ｎｍ～１ｎｍ、０．６ｎｍ～０．９ｎｍ、又は０．６ｎｍ～０．８ｎｍである。
【0132】
活性層は、グラフェン又はその誘導体以外の材料、適切には二次元材料を含むことができる。例えば、活性層の別の材料は、シリセン、ゲルマネン、スタネン、窒化ホウ素、適切にはｈ－窒化ホウ素、窒化炭素、金属－有機ナノシート、二硫化モリブデン、及び二硫化タングステン、ポリマー／グラフェンエアロゲルの１つ以上から選択することができる。
【0133】
活性層の材料は、当業者に周知のあらゆる適切な方法を用いて生成することができる。二次元のシリセン、ゲルマネン及びスタネンは、超高真空下での表面支援エピタキシャル成長によって生成することができる。六角形の二次元ｈ－窒化ホウ素は、機械的開裂、窒化ホウ素ナノチューブのアンジッピング、化学官能化及び音波処理、固相反応及び溶媒剥離及び音波処理などのいくつかの方法によって生成することができる。これらの方法の中で、化学的方法で最も高い収率が得られることが分かった。例えば、ｈ－窒化ホウ素は、ホウ素及び窒化物源としてのボラジンを用いて単結晶遷移金属基材上に合成することができる。二次元窒化炭素は、メラミン及び炭素繊維の直接マイクロ波加熱によって製造することができる。金属有機構造体（ＭＯＦ）は、１００～１４０℃などの高温で成分を混合し、続いて濾過することによるその場ソルボサーマル合成法によって生成することができる。二次元二硫化モリブデンは、機械的剥離、液体剥離、及び化学的剥離などの幾つかの方法によって得ることができる。これらの方法の中で、化学的剥離は、高収率が得られることが分かった。一例は、遠心分離機及び濾過を用いて二硫化モリブデンを化学的に剥離するためにリチウムを用いる化学的剥離である。二次元二硫化タングステンは、タングステンの真空蒸着に続いて、硫黄を加えることによって熱アニールを行う堆積－熱アニール方法によって製造することができる。ポリマー／グラフェンエアロゲルは、ポリエチレングリコールをグラフトした酸化グラフェンを用いてカップリング及び引き続き凍結乾燥を行うことによって生成することができる。
【0134】
好ましくは、活性層は、二次元材料から実質的に形成され、適切にはグラフェン又はその誘導体、より好ましくは酸化グラフェン又は還元酸化グラフェン、最も好ましくは酸化グラフェンでから実質的に形成される。
【0135】
膜は、基材上の活性層の２つ以上の分離した部分を含むことができる。
【0136】
活性層組成物を濾過膜層に塗布する方法は、グラフェン又はその誘導体を含むコーティング組成物を支持層上に塗布するステップを含むことができる。
【0137】
方法は、重力堆積、真空蒸着、圧力堆積；印刷、例えば、インクジェット印刷、エアロゾル印刷、３Ｄ印刷、オフセットリソグラフィ印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷技術、パッド印刷；カーテンコーティング、ディップコーティング、スピンコーティング、並びに当業者に周知の別の印刷又はコーティング技術を用いて、コーティング組成物を支持層上に接触させることを含むことができる。
【0138】
塗布方法のさらなる詳細は、公開されたＰＣＴ特許出願の国際公開第２０１９１０６３４４号パンフレット、特に、段落［４７］～［４９］及び［６１］～［６９］（それぞれの両端の段落番号を含む）に開示されている。段落［４７］～［４９］及び［６１］～［６９］（それぞれの両端の段落番号を含む）の内容全体は、すべて参照により本明細書に援用される。
【0139】
活性層コーティング組成物は、液体媒体とグラフェン又はその誘導体とを含む液体組成物であり得る。本発明のコーティング組成物は、溶媒を含むか、非溶媒を含むか、又は無溶媒であり得、ＵＶ硬化性組成物、ｅビーム硬化性組成物などであり得る。本発明に使用するための液体組成物として、例えば溶液、分散液、又は懸濁液として配合される場合、適切な担体液体又は溶媒は水性又は有機であり得、したがって別の成分が選択される。例えば、液体担体は、水、又は有機溶媒、例えばエタノール、テルピネオール、ジメチルホルムアミドＮ－メチル－２－ピロリドン、イソプロピルアルコール、鉱油、エチレングリコール、又はそれらの混合物を含むことができ、任意選択的に、組成物の性能及び／又はレオロジーを向上させる別の材料、例えば、バインダー、乾燥剤、酸化防止剤、還元剤、潤滑剤、可塑剤、ろう、キレート剤、界面活性剤、顔料、脱泡剤、及び増感剤のいずれか１つ以上を含むことができる。
【0140】
活性層組成物のさらなる詳細は、公開されたＰＣＴ特許出願の国際公開第２０１９１０６３４４号パンフレット、特に、段落［５１］～［６０］（両端の段落番号を含む）に開示されている。段落［５１］～［６０］（両端の段落番号を含む）の内容全体は、すべて参照により本明細書に援用される。
【0141】
或いは、活性層は金属有機構造体を含むことができる。
【0142】
活性層は、１つ以上の金属有機構造体（ＭＯＦ）を含む。
【0143】
本発明のいずれかの態様の金属有機構造体材料は、一次元、二次元、又は三次元であり得る。好ましくは、ＭＯＦは多孔質である。ＭＯＦは、二次構成単位（ＳＢＵ）のネットワーク、又は金属イオンコア／金属サブユニットクラスターコアノード、及びＳＢＵ又はノードを接続する有機リンカー（又は配位子）を含むことができる。
【0144】
ＭＯＦは、活性層中の連続層中に存在することができ、又はフレーク及び／又は粒子の形態であり得る。基材の存在下で合成されたＭＯＦは連続相の形態であり得る。基材に接触する前に形成されるＭＯＦは、フレーク及び／又は粒子の形態であり得る。
【0145】
ＭＯＦのサブユニットであるＳＢＵ又はノードは、１つ以上の遷移金属カチオン、例えば、Ｃｒ（ＩＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩＩ）、Ａｌ（ＩＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｒｕ（ＩＩＩ）、Ｏｓ（ＩＩＩ）、Ｈｆ（ＩＶ）、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｓｃ、Ｙ（ＩＩＩ）、Ｃｕ（ＩＩ）、Ｃｕ（Ｉ）、Ｚｎ（ＩＩ）、Ｚｒ（ＩＶ）、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｂａ、Ａｇ（Ｉ）、Ａｕ、ＡｕＰｄ、Ｎｉ／Ｃｏ、ランタニド、アクチニド、例えば、Ｌｕ、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）の１つ以上から選択される金属を含むことができる。好ましくは、Ｃｒ（ＩＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩＩ）、Ａｌ（ＩＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｒｕ（ＩＩＩ）、Ｏｓ（ＩＩＩ）、Ｈｆ（ＩＶ）、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｓｃ、Ｙ（ＩＩＩ）、Ｃｕ（ＩＩ）、Ｃｕ（Ｉ）、Ｚｎ（ＩＩ）、Ｚｒ（ＩＶ）、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｂａ、Ａｇ（Ｉ）、Ｎｉ／Ｃｏ、ランタニド、アクチニド、例えばＬｕ、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）。より好ましくは、Ｃｒ（ＩＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩＩ）、Ａｌ（ＩＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｈｆ（ＩＶ）、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｓｃ、Ｙ（ＩＩＩ）、Ｃｕ（ＩＩ）、Ｃｕ（Ｉ）、Ｚｎ（ＩＩ）、Ｚｒ（ＩＶ）、Ｃｄ、Ｐｂ、Ａｇ（Ｉ）、Ｎｉ／Ｃｏ、ランタニド、アクチニド、例えば、Ｌｕ、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、より好ましくは、Ｃｒ（ＩＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩＩ）、Ａｌ（ＩＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｈｆ（ＩＶ）、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｙ（ＩＩＩ）、Ｃｕ（ＩＩ）、Ｃｕ（Ｉ）、Ｚｎ（ＩＩ）、Ｚｒ（ＩＶ）、Ｃｄ、Ａｇ（Ｉ）、Ｎｉ／Ｃｏ、ランタニド、アクチニド、例えば、Ｌｕ、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）。二次構成単位（ＳＢＵ）は、３、４、５、６、８、９、１０、１１、１２、１５、又は１６の伸張点を含むことができる。
【0146】
ＳＢＵ又はノードは、遷移金属カルボン酸塩クラスターであり得る。ＳＢＵ又はノードは、Ｚｎ４Ｏ（ＣＯＯ）６、Ｃｕ２（ＣＯＯ）４、Ｃｒ３Ｏ（Ｈ２Ｏ）３（ＣＯＯ）６、及びＺｒ６Ｏ４（ＯＨ）１０（Ｈ２Ｏ）６（ＣＯＯ）６）、Ｍｇ２（ＯＨ２）２（ＣＯＯ）、ＲＥ４（μ３－Ｏ）２（ＣＯＯ）８、ＲＥ４（μ３－Ｏ）２（ここで、ＲＥは、Ｙ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、及び／又はＹｂ（ＩＩＩ））である）からなる群から選択される１つ以上であり得る。ＳＢＵの構造は、当業者に周知の方法を用いてＸ線回折によって同定することができる。
【0147】
本発明における使用に適切な有機リンカーとしては、水処理、分子分離、及び生物濾過に関連する用途のためのＭＯＦの形成に使用するために機能しうるものが挙げられる。このようなリンカーによって、金属コアに対して強い結合を形成することができ、大きな孔径を得ることができ、高い多孔度を得ることができ、選択的吸収及び／又は容量を得ることができる。
【0148】
ＭＯＦの有機リンカーは、広範囲の有機分子、例えば、１つ以上のカルボキシレートリンカー；Ｎ－複素環式リンカー；ホスホネートリンカー；スルホネートリンカー、メタロリンカー、例えばカルボキシレート－メタロリンカー；並びにそれらのび混合物及び誘導体から形成することができる。
【0149】
有機リンカーは、ジトピックリンカー、トリトピックリンカー、テトラトピックリンカー、ヘキサトピックリンカー、オクタトピックリンカーの１つ以上を含むことができる。有機リンカーは、非対称リンカーを含むことができる。
【0150】
有機リンカーは、１つ以上のジトピックカルボキシレートリンカーを含むことができ、例えば、４，４’－ビフェニルジカルボキシレート（ｂｐｄｃ）、２，２’－ジシアノ－４，４’－ビフェニルジカルボキシレート（ＣＮＢＰＤＣ）、９，１０－アントラセンジカルボキシレート（ａｄｃ）、４，４’－アゾベンゼンジカルボキシレート（ａｂｄｃ）、１，３－ビス（３，５－ジカルボキシルフェニルエチニル）ベンゼン（ｂｄｐｂ）、２，２’－ビピリジル－５，５’－ジカルボキシレート（ｂｐｙｄｃ）、２，２’－ジヒドロキシ－１，１’－ビナフタレン－５，５’－ジカルボキシレート（５，５’－ｂｄａ）、２－ブロモベンゼン－１，４－ジカルボキシレート（ｂｒｂｄｃ）、１，４－ベンゼンジカルボキシレート（ＢＤＣ）、ＢＤＣ－Ｂｒ、ＢＤＣ－ＮＨ２、ＢＤＣ－ＯＣ３Ｈ７、ＢＤＣ－ＯＣ５Ｈ１１、ＢＤＣ－ｃｙｃＣ２Ｈ４、ＢＤＣ－ｂｅｎ、２－ブロモ－１，４－ベンゼンジカルボキシレート（ｏ－Ｂｒ－ｂｄｃ）、ＢＤＣ－Ｆ、ＢＤＣ－Ｃｌ、ＢＤＣ－Ｂｒ、ＢＤＣ－Ｉ、ＢＤＣ－Ｆ４、ＢＤＣ－Ｃｌ４、ＢＤＣ－Ｂｒ４、ＢＤＣ－Ｉ４、ＢＤＣ－（ＣＨ３）４、２，５－ジヒドロキシ－１，４－ベンゼンジカルボキシレート（ＤＨＢＤＣ）、チエノ［３，２－ｂ］チオフェン－２，５－ジカルボン酸（ＴＴＤＣ）、チオフェン－２，５－ジカルボキシレート（ｔｄｃ）、ジ－チエノ－［３，２－ｂ；２’，３’－ｄ］－チオフェン－２，６－ジカルボキシレート（ＤＴＴＤＣ）、ナフタレンジカルボキシレート（ＮＤＣ）、４，４’－ベンゾフェノンジカルボキシレート（ＢＰＮＤＣ）、４，４’－ビフェニルジカルボキシレート（ＢＰＤＣ）、２，２’－ジシアノ－４，４’－ビフェニルジカルボキシレート（ＣＮＢＰＤＣ）、ピレン－２，７－ジカルボキシレート（ＰＤＣ）、ｐ，ｐ‘－テルフェニルジカルボン酸（ＴＰＤＣ）、アミノ－ＴＰＤＣ、ピリジン２，６－ジカルボン酸ＨＰＤＣ、チオール官能化ＤＭＢＤ、アジド官能化２，３，５，６－テトラメチルベンゼン－１，４－ジカルボキシレート（ＴＢＤＣ）、テトラアニオン性２，５－ジオキシド－１，４－ベンゼン－ジカルボキシレート（ＢＯＢＤＣ／ＤＨＢＤＣ／ＤＯＴ）からなる群の１つ以上を含むことができる。
【0151】
有機リンカーは、１つ以上のトリトピックカルボキシレートリンカーを含むことができ、例えば、１，３，５－ベンゼントリカルボキシレート（ｂｔｃ）、ビフェニル－３，４’，５－トリカルボキシレート（ｂｈｔｃ）、４，４’，４’’－ベンゼン－１，３，５－トリイル－ベンゾエート（ｂｔｂ）、４，４’，４’’－（トリアジン－２，４，６－トリイルトリス（ベンゼン－４，１－ジイル））トリベンゾエート（ｔａｐｂ）、４，４’，４’’－ベンゼン－１，３，５－トリイル－ベンゾエート、４，４’，４’’（ベンゼン－１，３，５－トリイルトリス（エチン－２，１－ジイル））トリベンゾエート（ｂｔｅ）、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル－トリス（ベンゼン－４，１－ジイル））トリベンゾエート（ｂｂｃ）からなる群の１つ以上を含むことができる。
【0152】
有機リンカーは、１つ以上のテトラトピックカルボキシレートリンカーを含むことができ、例えば、１，１’－アゾベンゼン－３，３’，５，５’－テトラカルボキシレート（ａｂｔｃ）、アゾキシベンゼン－３，３’，５，５’－テトラカルボキシレート（ａｏｂｔｃ）、４，４’－ビピリジン－２，６，２’，６’－テトラカルボキシレート（ｂｐｙｔｃ）、例えば、（４’，４’’，４’’’，４’’’’－メタンテトライルテトラビフェニル４－カルボキシレート、ｍｔｂｃ）、４，４’，４’’，４’’’－メタンテトライル四安息香酸（ＭＴＢ）、ベンゼン置換４，４’，４’’，４’’’－メタンテトライル四安息香酸ＭＴＴＢ、４，４’，４’’－トリカルボキシルトリフェニルアミン（ＴＣＡ）、４，４’，４’’，４’’’－テトラキスカルボキシフェニルシラン（ＴＣＰＳ）、２－チオフェンカルボン酸（ＨＴＰＣＳ）、メタンテトラ（４－ベンゾエート）（ＭＴＢＡ）、１，３，５，７－アダマンタンテトラカルボキシレート（ａｃｔ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（４－カルボキシフェニル）－１，４－フェニレンジアミン（ＴＣＰＰＤＡ）、５，５’－（１，２－エチンジイル）ビス（１，３－ベンゼンジカルボキシレート）（ｅｂｄｃ）、３，３’，５，５’－ビフェニルテトラカルボキシレート（ｂｐｔｃ）、３，３’，５，５’－エルフェニルテトラカルボキシレート、３，３’，５，５’－クアテルフェニルテトラカルボキシレート、３，３’，５，５’－ペンタフェニルテトラカルボキシレート、５，５’－（９，１０－アントラセンジイル）ジイソフタレート（ａｄｉｐ）、３，３’，５，５’－テトラ－（フェニル－４－カルボキシレート）、９，９’－（［１，１’－ビフェニル］－４，４’－ジイル）ビス（９Ｈ－カルバゾール－３，６－ジカルボキシレート）（ｂｂｃｄｃ）からなる群の１つ以上を含むことができる。
【0153】
有機リンカーは、１つ以上のヘキサトピックカルボキシレートリンカーを含むことができ、例えば、５，５’，５’’－［１，３，５－ベンゼントリイルトリス（カルボニルイミノ）］トリス－１，３－ベンゼンジカルボキシレート、５，５’，５’’－（（（ベンゼン－１，３，５－トリイル－トリス（エチン－２，１－ジイル））－トリス（ベンゼン－４，１－ジイル））トリス（エチン－２，１－ジイル））トリイソフタレート（ｔｔｅｉ）、１，３，５－トリス［（（１，３－カルボン酸－５－（４（エチニル）フェニル））エチニル）フェニル］－ベンゼン、３，３’，３’’，５，５’，５’’－ベンゼン－１，３，５－トリイル－ヘキサベンゾエート（ｂｈｂ）、４，４’，４’’－トリス（Ｎ，Ｎ－ビス（４－カルボキシルフェニル）－アミノ）トリフェニルアミン（Ｈ６ｔｔａ）、１，３，５－トリス［（１，３－ジ（４’－カルボン酸－フェニル）－フェニル）－５－エチニル］ベンゼン］（Ｈ６Ｌ１）、トリス－（４－（５’－エチニル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－４，４’’－ジカルボン酸）－フェニル）－アミン］（Ｈ６Ｌ２）、１，１’：３’，１’’－ターフェニル－４，４’’－ジカルボキシレートからなる群の１つ以上を含むことができる。
【0154】
有機リンカーは、１つ以上のメタロリンカーを含むことができ、例えば、［ＦｅＦｅ］－１，４－ジカルボキシルベンゼン－２，３－ジチオレート（ｄｃｂｄｔ）、Ｃｕ（Ｉ）－１，１０－フェナントロリンをベースとするリンカー、５，１０，１５，２０－テトラキス（４－カルボキシフェニル）ポルフィリンメタロポルフリンリンカー（ｔｃｐｐ）、Ａｕ（Ｉ）－４，４’，４’’，４’’’－（１，２－フェニレンビス（ホスファントリイル））－テトラベンゾエート（ｐｂｐｔｂｃ）、４，７－ビス（４－カルボキシルフェニル）－１，３－ジメチル－ベンゾイミダゾリウム－テトラフルオロボレート、［（Ｒ，Ｒ）－（２）－１，２－シクロヘキサンジアミノ－Ｎ，Ｎ’－ビス（３－ｔｅｒｔ－ブチル－５－（４－ピリジル）サリシリック－デン）－Ｍｎ（ＩＩＩ）Ｃｌ］からなる群の１つ以上を含むことができる。
【0155】
有機リンカーは、１つ以上のオクタトピックカルボキシレートリンカーを含むことができ、例えば、５，５’，５’’，５’’’－シランテトライルテトライソフタレート（Ｌ６）、１，１’－ビナフチルから誘導されるオクタカルボキシレートリンカー、２，２’－ジエトキシ－１，１’ビナプチル－４，４’，６，６’－テトラカルボン酸（Ｌ１２）、及び伸張したＬ１２（Ｌ１３、Ｌ１２の各アーム中に－Ｃ＝Ｃ－部分が存在する）からなる群の１つ以上を含むことができる。
【0156】
有機リンカーは、１つ以上のＮ－複素環式リンカーを含むことができ、例えば、２，５－ビス－（２－ヒドロキシエトキシ）－１，４－ビス（４－ピリジル）ベンゼン、４，４’－ジピリジルアセチレン（ｄｐａ）、ピラジン、イミダゾレート又はその誘導体、例えば、１，４－ビス（イミダゾリル）－ベンゼン及び１，５－ビス（イミダゾール－１－イルメチル）ナフタレン、イミダゾール（Ｈｉｍ）、２－メチルイミダゾール、２－エチルイミダゾール、２－ニトロイミダゾール、４－イソシアノイミダゾール、４，５－ジクロロイミダゾール、イミダゾール－２－カルボアルデヒド、イミダゾ［４，５－ｂ］ピリジン、ベンゾ［ｄ］イミダゾール、６－クロロ－ベンゾ［ｄ］イミダゾール、５，６－ジメチル－ベンゾ［ｄ］イミダゾール、６－メチル－ベンゾ［ｄ］イミダゾール、６－ブロモ－ベンゾ［ｄ］イミダゾール、６－ニトロ－ベンゾ［ｄ］イミダゾール、イミダゾ［４，５－ｃ］ピリジン、プリンピラゾール（Ｈｐｚ）、１，２，４－トリアゾール（Ｈｔｚ）、１，２，３－トリアゾール（Ｈｔａ）、及びテトラゾール（Ｈｔｔｚ）、５－クロロベンゾイミダゾレート（ｃｂｌｍ）、１，３，５－トリス（１Ｈ－ピラゾール－４－イル）ベンゼン、２，２‘－ビピリジン（ＢＩＰＹ）、２－フェニルピリジン－５，４－ジベンゾエート（ＰＰＹ－ＤＣ）、２，２ビピリジン－５，５－ジベンゾエート（ＢＰＹ－ＤＣ）からなる群の１つ以上を含むことができる。
【0157】
有機リンカーは、１つ以上のホスホネートリンカーを含むことができ、例えば、ホスホネート－オキサレート、アルキルホスホン酸（ここでアルキルはＣ１～Ｃ１０である）、例えば、メチルホスホン酸、（Ｈ２Ｏ３Ｐ（ＣＨ２）ｎＰＯ３Ｈ２）（Ｃｎ））（ここで、ｎは１～１０である）、メチレンビスホスホネート、アルキルビス（ホスホン酸）；メチレンビス（ホスホン酸）、Ｎ，Ｎ’－ピペラジンビス（メチレンホスホン酸）、パラ－スルホニルフェニルホスホン酸、Ｎ，Ｎ’－４，４’－ビピペリジンビス（メチレンホスホン酸）、Ｎ，Ｎ’－ピペラジンビス（メチレンホスホン酸）、Ｎ，Ｎ’－２－メチルピペラジンビス（メチレンホスホン酸）、アリールホスホネート、４－カルボキシフェニルホスホン酸（４－ｃｐｐＨ３）、１，３，５－ベンゼントリス（ホスホン酸）、トリス－１，３，５－（４－ホスホノフェニル）－ベンゼン（Ｈ６Ｌ）、ビフェニルビスホスホネート、ビピリジルホスホネート、メチルホスホネート、又は官能化ホスホネートリンカー、例えば、２’－ビピリジル－５，５’－ビス（ホスホン酸）からなる群の１つ以上を含むことができる。
【0158】
有機リンカーは、１つ以上のスルホネートを含むことができ、例えば、４－ビフェニルスルホネート、２－ナフタレンスルホネート、１－ナフタレンスルホネート、１－ピレンスルホネート、１，５－ナフタレンジスルホネート、２，６－ナフタレンジスルホネート、１－ナフタレンスルホネート、ｐ－トルエンスルホネート、及び１，３，６，８－ピレンテトラスルホネート；１，３，５－トリス（スルホノメチル）ベンゼン；α、α’、α’’’、α’’’’－ズレンテトラスルホネート、１，３，５，７－テトラ（４－スルホノフェニル）アダマンタン、１，３，５，７－テトラ（４－スルホノフェニル）アダマンタン、１，３，５，７－テトラ（４－スルホノフェニル）アダマンタン；（４，４’－ビス（スルホエチニル）ビフェニル；４，４’－ビフェニルジスルホネート、ｐ－スルホナトカリックス［４］アレーン、ｐ－スルホナトカリックス［５］アレーン、ｐ－スルホナトカリックス［６］アレーン、ｐ－スルホナトカリックス［８］アレーンからなる群の１つ以上を含むことができる。
【0159】
有機リンカーは、伸張した有機リンカーを含むことができ、このような伸張したリンカーは、最大１５００Ｄａ、例えば、最大１３００Ｄａ、最大１３００Ｄａ、最大１１００Ｄａ、最大１０００Ｄａ、最大９００Ｄａ、最大８５０Ｄａ、最大８００Ｄａ、又は最大７５０Ｄａの重量平均分子量（Ｍｗ）を有することができる。伸張したリンカーは、トリトピックリンカー、例えば、４，４’，４’’－ｓ－トリアジン－１，３，５－トリイルトリ－ｐ－アミノベンゾエート（ｔａｔａｂ）、４，４’，４’’－（１，３，４，６，７，９，９－ヘプタアザフェナレン－２，５，８－トリイル）トリベンゾエート（ｈｔｂ）、４，４’，４’’－ｓ－トリアジン－２，４，６－トリイル－トリベンゾエート（ｔａｔｂ）、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル－トリス（ベンゼン－４，１－ジイル））トリベンゾエート（ｂｂｃ）、ビピリジン（ｂｐｙ）からなる群から選択される１つ以上；又は伸張したＢＰＹ又はＰＰＹを含有するジカルボキシレートリンカー、例えば、ジ－ベンゾエート置換２，２’－ビピリジン（ｂｐｙ－ｄｃ）、ジ－ベンゾエート置換２－フェニルピリジン（ｐｐｙ－ｄｃ）；又は３つのフェニレン基及び２つのアセチレン基を含有するジトピックカルボキシレートリンカー；又は３，３’－（ナフタレン－２，７－ジイル）ジベンゾエート、５，５’－（ナフタレン－２，７－ジイル）－ジイソフタレート、３，３’－（ナフタレン－２，７－ジイル）－ジベンゾエート、４，４’－アザンジイルジベンゾエート、４，４’－ビピリジン（Ｌ４）、４，４’－アゾビス（ピリジン）（Ｌ５）であり得る。
【0160】
有機リンカーは、異なる有機リンカーの混合物、例えば、ジトピックリンカー及びジトピックリンカーとの混合物、例えば９，１０－ビス（トリイソプロピルシリルオキシ）フェナントレン－２，７－ジカルボキシレート（ｔｐｄｃ）及び３，３’，５，５’－テトラメチル－４，４’－ビフェニルジカルボキシレート（Ｍｅ４ｂｐｄｃ）；又はジトピックリンカー＋トリトピックリンカー、例えばカルボキシレート－ピリジンリンカー、例えば、ジピリジル官能化キラルＴｉ（ｓａｌａｎ）及び４，４’－ビフェニルジカルボキシレート（ｂｐｄｃ）を含むことができる。
【0161】
リンカーは、ジアセチレン－１，４－ビス－（４－ベンゾート）、２－メチルピペラジン、ピペラジン（ｐｉｐ）、４，４’，４－メタントリイルトリス（２，３，５，６－テトラクロロベンゾエート）（ｐｔｍｔｃ）、Ｆ－Ｈ２ＰＤＡ、ＣＤＤＢ、５－ＮＨ２－ｍＢＤＣ、ｄｈｔｐａ、ｐＤＢＩ、Ｈ３ＩｍＤＣ、ヘキサフロシリケート（ｈｅｘａｆｌｕｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ）、フマル酸、ムコン酸、オルサラジン、５，５’，５’’－（２－アミノベンゼン－１，３，５－トリイル）トリス（エチン－２，１－ジイル）トリイソフタル酸（ａｂｔｔ）、アセチルアセトネート（ａｃａｃ）、５，５’－（９，１０－アントラセンジイル）ジイソフタレート（ａｄｉｐ）、３－アミノプロピルトリアルコキシシラン（ａｐｓ）、１，３－アズレンジカルボキシレート（ａｚｄ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（３，５－ジカルボキシフェニル）ピロメリット酸ジイミド（ｂｄｃｐｐｉ）、５，５’－（ブタ－１，３－ジイン－１，４－ジイル）ジイソフタレート（ｂｄｄｃ／ｂｄｉ）、１，４－ベンゼンジ（４’－ピラゾリル）（ｂｐｄ）、１，４－ベンゼンジテトラゾレート（ｂｄｔ）、１，２－ビス（４－ピリジル）エタン（ｂｐｅ）、３，６－ジ（４－ピリジル）－１，２，４，５－テトラジン（ｂｐｔａ、ｄｐｔ、又はｄｉＰｙＴｚ）、４，４’，４’’，４’’’－ベンゼン－１，２，４，５－テトライルテトラベンゾエート（ｂｔａｔｂ、ＴＣＰＢと同じ）、ビス（１Ｈ－１，２，３－トリアゾロ［４，５－ｂ］，－［４’，５’－ｉ］）ジベンゾ［１，４］－ダイオキシン（ｂｔｄｄ）、５，５’，５’’－ベンゼン－１，３，５－トリイルトリス（１－エチニル－２－イソフタレート）（ｂｔｅｉ）、１，３，５－ベンゼントリステトラゾレート（ｂｔｔ）、５，５’，５’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル－トリス（ビフェニル－４，４’－ジイル））トリイソフタレート（ｂｔｔｉ）、１，１２－ジカルボキシル－１，１２－ジカブラ－クロソ－ドデカルボラン（ｃｄｃ）、４－（α，α，α－トリフルオロメチル）ピリジン（ＣＦ３Ｐｙ）、４－カルボキシシンナメート（ｃｎｃ）、１，４，８，１１－テトラアザシクロテトラデカン（サイクラム）、１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ｄａｂｃｏ）、１，２－ジヒドロシクロブタベンゼン－３，６－ジカルボキシレート（ｄｂｄｃ）、６，６’－ジクロロ－２，２’－ジベンジルオキシ－１，１’－ビナフチル－４，４’－ジベンゾエート（ｄｃｂＢｎ）、３，５－ジシアノ－４－（４－カルボキシフェニル）－２，２０：６，４’’－ターピリジン（ｄｃｃｐｔｐ）、６，６’－ジクロロ－２，２’－ジエトキシ－１，１０－ビナフチル－４，４’－ジベンゾエート（ｄｃｄＥｔ）、ジエチルホルムアミド（ｄｅｆ）、ジエチレントリアミン（ｄｅｔａ）、２，５－ジヒドロキシテレフタレート（ｄｈｔｐ）、Ｎ，Ｎ’－ジ－（４－ピリジル）－１，４，５，８－ナフタレンテトラカルボキシジイミド（ｄｉＰｙＮＩ）、１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ｄａｂｃｏ）、２，５－ジオキシド－１，４－ベンゼンジカルボキシレート（ｄｏｂｄｃ）メソ－１，２－ビス（４－ピリジル）－１，２－エタンジオール（ｄｐｇ）、５，５’－（１，２－エチンジイル）ビス（１，３－ベンゼンジカルボキシレート）（ｅｂｄｃ）、エチレンジアミン（ｅｄ）、４－エチルピリジン（ＥｔＰｙ）、４，４’－（イデンヘキサフルオロイソプロピリデン）－ジベンゾエート（ｈｆｉｐｂｂ）、フマレート（ｆｍａ）、５－フルオロピリミジン－２－オレート（Ｆ－ｐｙｍｏ）、２－フルオロ－４－（１Ｈ－テトラゾール－５－イル）ベンゾエート（２Ｆ－４－ｔｂａ）、４，５，９，１０－テトラヒドロピレン－２，７－ジカルボキシレート（ｈｐｄｃ）、１，３，４，６，７，８－ヘキサヒドロ－２Ｈ－ピリミド［１，２－ａ］ピリミジン（ｈｐｐ）、４，５－イミダゾールジカルボキシレート（ＩｍＤＣ）、イソニコチネート（ｉｎ）、５，５’－メチレンジイソフタレート（ｍｄｉｐ）、１－メチルイミダゾール（ＭｅＩＭ）、４－メチルピリジン（ＭｅＰｙ）、メルカプトニコチネート（ｍｎａ）、メタンテトラベンゾエート（ｍｔｂ）、４，４’，４’’－ニトリロトリスベンゾエート（ｎｔｂ）、４’，４’’，４’’’－ニトリロトリビフェニル－３，５－ジカルボキシレート（ｎｔｂｄ）、ナフタレン－１，４，５，８－テトラカルボキシレート（ｎｔｃ）、５，５’，５’’－（４，４’，４’’－ニトリロトリス（ベンゼン－４，１－ジイル）トリス（エチン－２，１－ジイル））トリイソフタレート（ｎｔｅｉ）、オキシジアセテート（ｏｘｄｃ）、４－（４－ピリジル）ベンゾエート（ｐｂａ）、ピリジン－３，５－ビス（フェニル－４－カルボキシレート）（ｐｂｐｃ）、ｐ－フェニレンジアシレート（ｐｄａ）、ピリジンジカルボキシレート（ｐｄｃ）、５－（ピリジン－３－イルエチニル）イソフタレート（ｐｅｉｐ）、４，６－ピリミジンジカルボキシレート（ＰｍＤＣ）、５－［（ピリジン－３－イルメチル）アミノ］イソフタレート（ｐｍｉｐ）、ジフェニルメタン－３，３’，５，５’－テトラキス（３，５－ビスベンゾエート）（ｐｍｔｂ）、ピペラジン（ｐｐｚ）、５，５’－（（５’－（４－（（３，５－ジカルボキシフェニル）エチニル）フェニル）－［１，１’：３’，１’’－ターフェニル］－４，４’’－ジイル）－ビス（エチン－２，１－ジイル））ジイソフタレート（ｐｔｅｉ）、ピレン－２，７－ジカルボキシレート（ｐｙｄｃ）、５－メチル－４－オキソ－１，４－ジヒドロピリジン－３－カルボアルデヒド（ｐｙｅｎ）、２－ピリミジンカルボキシレート（ｐｙｍｃ）、ピリミジノレート（ｐｙｍｏ）、ピレン－２，７－ジカルボキシレート（ｐｙｒｄｃ）、クアテルフェニル－３，３’’’，５，５’’’－テトラカルボキシレート（ｑｐｔｃ）、ｔｒａｎｓ－スチルベン－３，３’，５，５’－テトラカルボキシレート（ｓｂｔｃ）、５－スルホイソフタレート（ｓｉｐ）、４，４’，４’’－ｓ－トリアジン－２，４，６－トリイルトリベンゾエート（ｔａｔｂ）、４－（１Ｈ－テトラゾール－５－イル）ベンゾエート（４－ｔｂａ）、５－ｔｅｒｔ－ブチル－１，３－ベンゼンジカルボキシレート（ｔｂｂｄｃ）、５－ｔ－ブチルイソフタレート（ｔｂｉｐ）、５，５’，５’’－（２，４，６－トリメチルベンゼン－１，３，５－トリイル）トリス（エチン－２，１－ジイル）トリイソフタレート（ｔｂｔｔ）、トリス（４－カルボキシビフェニル）アミン（ｔｃｂｐａ）、テトラキス［４－（カルボキシフェニル）－オキサメチル］メタン（ｔｃｍ）、１，２，４，５－テトラキス（４－カルボキシフェニル）－ベンゼン（ｔｃｐｂ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（４－カルボキシフェニル）ビフェニル－４，４’－ジアミン（ｔｃｐｂｄａ）、テトラ－フルオロテレフタレート（ｔｆｔｐａ）、３，３’，５，５’－テトラ（４－カルボキシフェニル）－２，２’－ジエトキシビフェニル（ｔｃｐｄｅｐ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（４－カルボキシフェニル）－１，４－フェニレンジアミン（ｔｃｐｐｄａ）、チエノ［３，２－ｂ］チオフェン－２，５－ジカルボキシレート（Ｔ２ＤＣ）、トリエチレンジアミン（ｔｅｄ）、テトラフルオロテレフタレート（ｔｆｂｄｃ）、テトラメチルテレフタレート（ｔｍｂｄｃ）、１，３，５－トリ－ｐ－（テトラゾール－５－イル）フェニルベンゼン（ＴＰＢ－３ｔｚ）、２，４，６－トリ－ｐ－（テトラゾール－５－イル）フェニル－ｓ－トリアジン（ＴＰＴ－３ｔｚ）、２，４，６－トリ（３－ピリジル）－１，３，５－トリアジン（３－ｔｐｔ）、２，４，６－トリ（４－ピリジル）－１，３，５－トリアジン（４－ｔｐｔ）、ターフェニル－３，３’’，５，５’’－テトラカルボキシレート（ｔｐｔｃ）、５，１０，１５，２０，－テトラ－４－ピリジル－２１Ｈ，２３Ｈ－ポルフィリン（ＴＰｙＰ）、１，２，４－トリアゾレート（ｔｒｚ）、５，５’，５’’－（（（ベンゼン－１，３，５－トリイルトリス（エチン－２，１－ジイル））トリス（ベンゼン－４，１－ジイル））トリス－（エチン－２，１－ジイル））トリイソフタレート（ｔｔｅｉ）、テトラキス（４－テトラゾリルフェニル）メタン（ｔｔｐｍ）、３，５－ビス（トリフルオロメチル）－１，２，４－トリアゾレート（Ｔｚ）、テトラゾレート－５－カルボキシレート（Ｔｚｃ）、ＴＺＩ ５－テトラゾリルイソフタレート、ＶｉＰｙ ４－ビニルピリジン、２，３－ジメチル－１，３－ブタジエン（ＤＭＢＤ）からなる群から選択される１つ以上から選択することができる。
【0162】
有機リンカーは、９，１０－アントラセンジカルボン酸、ビフェニル－３，３’，５，５’－テトラカルボン酸、ビフェニル－３，４’，５－トリカルボン酸、５－ブロモイソフタル酸、５－シアノ－１，３－ベンゼンジカルボン酸、２，２’－ジアミノ－４，４’－スチルベンジカルボン酸、２，５－ジアミノテレフタル酸、２，２’－ジニトロ－４，４’－スチルベンジカルボン酸、５－エチニル－１，３－ベンゼンジカルボン酸、２－ヒドロキシテレフタル酸、３，３’，５，５’－アゾベンゼンテトラカルボン酸、［１，１’－ビフェニル］－４，４’－ジカルボン酸、２，５－ジヒドロキシテレフタル酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸、１，４－フェニレン二酢酸、１，１，２，２－テトラ（４－カルボキシルフェニル）エチレン、１，３，５－トリカルボキシベンゼン、１，３，５－トリス（４－カルボキシフェニル）ベンゼン、１，４－ジ（４’－ピラゾリル）ベンゼン、１，４，７，１０－テラアザアシクロドデカン－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’’－四酢酸、２，４，６－（トリ－４－ピリジニル）－１，３，５－トリアジン、トリス（イソブチルアミノエチル）アミン、２－（ジフェニルホスフィノ）テレフタル酸からなる群からの１つ以上を含むことができる。
【0163】
本発明における使用に適切なＭＯＦとしては、水処理、分子分離、生物濾過、及び関連の用途に使用されるように機能できるものが挙げられる。適切なＭＯＦは、好ましくは水安定性及び化学安定性を有する。ＭＯＦは、水不溶性リンカー、及び／又は溶媒安定性リンカー、及び／又はＳＢＵとリンカーとの間の強い共有結合、及び／又はＳＢＵとリンカーとの間の複数の共有結合を有することができる。水安定性及び化学安定性は、水及び／又は化学物質の存在下でＭＯＦがリンカー及びＳＢＵに完全に分解することがないことを意味することができる。適切なＭＯＦは、リンカーとＳＢＵ又はノードとの間に共有結合を有することができ、及び／又はリンカーとＳＢＵ又はノードとの間に配位結合を有することができる。
【0164】
適切なＭＯＦは、高表面積及び／又は大きな孔径を有することができる。ＭＯＦは、少なくとも１０ｍ２／ｇ、例えば１００ｍ２／ｇ～９，０００ｍ２／ｇ、好ましくは１００ｍ２／ｇ～８，０００ｍ２／ｇ、又は５００ｍ２／ｇ～８，０００ｍ２／ｇの表面積を有することができる。表面積は、周知のＢｒｕｎａｕｅｒ，Ｅｍｍｅｔｔ ａｎｄ Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）技術を用いて測定することができる。適切には多孔質のフレーク又は粒子の形態である本発明のいずれかの態様によるＭＯＦは、０．１ｎｍ～１０００ｎｍ、０．１ｎｍ～９５０ｎｍ、０．２ｎｍ～９００ｎｍ、０．２ｎｍ～８５０ｎｍ、好ましくは０．２ｎｍ～８００ｎｍ、０．３ｎｍ～７００ｎｍ、好ましくは０．４ｎｍ～６５０ｎｍ、０．４ｎｍ～５５０ｎｍ、０．５ｎｍ～５００ｎｍ、０．５ｎｍ～４５０ｎｍ、０．２ｎｍ～１００ｎｍ、例えば０．２～９０ｎｍの間、０．３ｎｍ～７５ｎｍ、０．４ｎｍ～５０ｎｍ、例えば０．４ｎｍ～４０ｎｍ、０．４ｎｍ～３０ｎｍ、又は０．４ｎｍ～２０ｎｍ、適切には０．４ｎｍ～１５ｎｍ、０．４ｎｍ～１０ｎｍの平均孔径を有することができる。
【0165】
ＭＯＦは、ピラー層ＭＯＦを含むことができる。適切には、ピラー層ＭＯＦ中、２Ｄシートは、ジピリジルリンカーなどの有機リンカーの足場として機能する。有利には、これによって、－ＳＯ３
２－基などの種々の官能基をＭＯＦ中に組み込むことが可能となる。－ＳＯ３
２－基を使用することで、極性環境を誘導し、ＣＯ２などの強い酸性ゲストとの強い酸塩基相互作用を誘導することができる。さらに、－ＣＨ＝ＣＨ－と比較して－Ｎ＝Ｎ－などの異なるピラーリンカー基によって、Ｈ２Ｏ及びメタノールに対して異なる選択性が得られる。
【0166】
ＭＯＦは官能基を含むことができる。適切には１つ以上の有機リンカーの上に官能基を含むＭＯＦによって、ＭＯＦは、特に、水処理、分子分離、及び生物濾過に関連する用途に適合させることができる。前記官能基によって、選択性を得ることができ、及び／又は高い吸着容量又は高い流束速度のために孔径を増加させることができる。官能基は、－ＮＨ２、－Ｂｒ、－Ｃｌ、－Ｉ、－（ＣＨ２）ｎ－ＣＨ３（ここでｎは１～１０である）、例えば、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２Ｏ－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ－、ｂｅｎ－Ｃ４Ｈ４、メチル、－ＣＯＯＨ、－ＯＨからなる群の１つ以上から選択することができる。例えば、ＭＯＦは、ＩＲＭＯＦ、例えば、ＩＲＭＯＦ－１、ＩＲＭＯＦ－２、ＩＲＭＯＦ－３、ＩＲＭＯＦ－４、ＩＲＭＯＦ－５、ＩＲＭＯＦ－６、ＩＲＭＯＦ－７、ＩＲＭＯＦ－８、ＩＲＭＯＦ－９、ＩＲＭＯＦ－１０、ＩＲＭＯＦ－１６、ＩＲＭＯＦ－１１、ＩＲＭＯＦ－１２、ＩＲＭＯＦ－１３、ＩＲＭＯＦ－１４、ＩＲＭＯＦ－１５；及び／又はＣＡＵ、例えば、ＣＡＵ－１０－ＯＨ、ＣＡＵ－１０－ＮＨ２、ＣＡＵ－１０－Ｈ、ＣＡＵ－１０－ＣＨ３；及び／又はＭＩＬ－１２５－ＮＨ２；及び／又はＵｉＯ－６６（Ｚｒ）－（ＣＨ３）２であり得る。
【0167】
ＭＯＦは、Ｚｒ－ＤＵＴ－５１、Ｈｆ－ＤＵＴ－５１、ＰＣＮ－７７７、ＮＵ－１１０５、ＤＵＴ－５２、ＤＵＴ－５３、ＤＵＴ－８４、ＤＵＴ－６７、ＤＵＴ－６８、ＤＵＴ－６９、ＤＵＴ－６、例えば、ＭＩＬ－１２５（Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ）、ＭＩＬ－５３（Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ）、ＭＩＬ－４７（Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ）、ＵＡＭ－１５０、ＵＡＭ－１５１、ＵＡＭ－１５２、Ｚｒ（Ｏ３ＰＣ１２Ｈ８ＰＯ３）、ビピリジルホスホン酸Ｚｒ、メチルホスホン酸Ｚｒ、ビピリジルホスホン酸Ｓｎ（ＩＶ）、メチルホスホン酸Ｓｎ（ＩＶ）、［Ａｇ（４－ビフェニルスルホネート）］∞、［Ａｇ（２－ナフタレンスルホネート）］∞、［Ａｇ（Ｈ２Ｏ）０．５（１－ナフタレンスルホネート）］∞、［Ａｇ（１－ナフタレンスルホネート）］∞、及び［Ａｇ（１－ピレンスルホネート）］∞、ＵＯ２（Ｏ３ＰＣ６Ｈ５）３０．７Ｈ２Ｏ、（ＵＯ２）３（ＨＯＰＣ６Ｈ５）２－（Ｏ３ＰＣ６Ｈ５）２３Ｈ２Ｏ、ＳＡＴ－１６、ＳＡＴ－１２（Ｍｎ２＋、Ｆｅ２＋、Ｃｏ２＋、Ｎｉ２＋）、ＭＩＬ－９１（Ａｌ３＋、Ｆｅ３＋、Ｉｎ３＋、Ｖ３＋）、ＳＴＡ－１３（Ｙ３＋、Ｓｃ３＋、Ｙｂ３＋、Ｄｙ３＋）、ＶＳＮ－３（１～１０の範囲の－ＣＨ２－単位を有する）、ＶＳＢ－４（１～１０の範囲の－ＣＨ２－単位を有する）、ＺＩＦ－９５、ＺＩＦ－１００、Ｍ３（ｂｔｐ）２（Ｍ＝Ｎｉ，Ｃｕ、Ｚｎ、及びＣｏ；Ｈ３ｂｔｐ＝１，３，５－トリス（１Ｈ－ピラゾール－４－イル）ベンゼン）、ＩＲＭＯＦ－７６、ＩＲＭＯＦ－７７、ＰＣＭ－１８、ＭＯＦ－１０４０、ＭＯＦ－２５３＿０．０８ＰｄＣｌ２、ＭＯＦ－２５３＿０．８３ＰｄＣｌ２、ＭＯＦ－２５３＿０．９７Ｃｕ（ＢＦ４）２、ＮＯＴＴ－１１５、ＵＭＣＭ－１５０、ＵＭＣＭ－１５４、ＭＯＦ－５、ＦＪＩ－１、ＭＯＦ－１００、ＭＯＦ－１７７、ＭＯＦ－２１０、ＵＭＣＭ－１、ＵＭＣＭ－２、ＵＭＣＭ－３、ＵＭＣＭ－４、ＵＭＣＭ－８、ＵＭＣＭ－９、ＭＴＶ－ＭＯＦ－５、Ｌ６－Ｌ１１；ＰＣＮ－８０、ＵＮＬＰＦ－１、ＮＯＴＴ－１４０、ＵＴＳＡ－３４ａ、ＵＴＳＡ－３４ｂ、ＭＯＤＦ－１、ＳＤＵ－１、ＮＰＧ－５、ＵＴＳＡ－２０、ＮＵ－１００、ＮＵ－１１０Ｅ、ＰＣＮ－６１、ＰＣＮ－６６、ＰＣＮ－６９、ＰＣＮ－６１０、ＤＵＴ－４９、ＰＣＮ－８８、ＮＯＴＴ－３００、ＮＯＴＴ－２０２、ＮＯＴＴ－１０４、ＰＣＮ－４６、ＰＣＮ－１４、ＮＯＴＴ－１００、ＮＯＴＴ－１０１、ＮＯＴＴ－１０３、ＮＯＴＴ－１０９、ＮＯＴＴ－１１１、ＺＳＡ－１、ＺＳＡ－２、ＮＯＴＴ－１２、ＮＯＴＴ－１６、ＰＯＭＦ－Ｃｕ（［Ｃｕ２４Ｌ８（Ｈ２Ｏ）２４］、ＭＩＬ－５９、ＰＣＮ－１２、ＰＣＮ－１２’、ＤＵＴ－７５、ＤＵＴ－７６、ＰＣＮ－１６、ＰＣＮ－１６’、ＰＣＮ－５１１、ＩＭＰ－１１、ＰＣＮ－５１２、ＩＭＰ－９、ＭＯＦ－１１、ＭＯＦ－３６、Ｈｆ－ＰＣＮ－５２３、ＰＣＮ－５２１、ＭＯＦ－１７７、ＭＯＦ－１８０、ＭＯＦ－２００、ＳＮＵ－１５０、ＭＯＦ－１４、ＭＯＦ－１４３、ＭＯＦ－３８８、ＭＯＦ－３９９、ＵｉＯ－８８、ＭＯＦ－１００１、ＩＲＭＯＦ－６２、ＭＯＦ－１０１、ＩＲＭＯＦ－７４、ＣＡＵ－１０－ＯＨ、ＣＡＵ－１０－ＮＨ２、ＣＡＵ－１０－Ｈ、ＣＡＵ－１０－ＣＨ３、ＣＡＵ－１０、ＣＡＬＦ－２５、Ｚｎ－ＤＭＯＦ、Ｃｏ－ＤＭＯＦ、ＤＵＴ－４、ＳＡＰＯ－３４、ＳＢＡ－１５、ＨＺＳＭ－５、ＭＣＭ－４１、ＫＩＴ－１、ＭＣＭ－４８、Ｚｎ－ＭＯＦ－７４、Ｎｉ－ＭＯＦ－７４、Ｍｇ－ＭＯＦ－７４、ＰＣＮ－２２８、ＰＣＮ－２２９、ＰＣＮ－２３０、＝ＭＯＦ－８０８、ＭＩＬ－１６０、ＭＩＬ－１６３、ＦＪＩ－Ｈ６、［Ｚｒ６Ｏ４（ＯＨ）４（ｂｔｂａ）３］（ＤＭＦ）ｘ（Ｈ２Ｏ）ｙ（ここで、ｘは０～＜２０であり、ｙは０～＜２０である）、ＦＪＩ－Ｈ７、ランタニド元素ベースの［Ｌａ（ｐｙｚｄｃ）１．５（Ｈ２Ｏ）２］２Ｈ２Ｏ、［Ｄｙ（Ｃｍｄｃｐ）（Ｈ２Ｏ）３］（ＮＯ３）２Ｈ２Ｏ）ｎ、［Ｅｕ（ＨＬ）（Ｈ２Ｏ）２］ｎ２Ｈ２Ｏ、Ｔｂ－ＤＳＯＡ、［Ｔｂ（Ｌ）（ＯＨ）］ｘ（ｓｌｏｖ）、（［Ｔｂ（Ｌ１）１．５（Ｈ２Ｏ）］３Ｈ２Ｏ、ＩｎベースのＪＬＵ－Ｌｉｕ１８、ＡｌベースのＭＩＬ－１２１、ＭＡＦ－６、ＭＡＦ－７、ＭＡＦ－４９、ＭＡＦ－Ｘ８、［Ｚｎ１２（ｔｒｚ）２０］［ＳｉＷ１２Ｏ４０］１１Ｈ２Ｏ、Ｚｎ２ＴＣＳ（４’４－ｂｉｐｙ）、Ｚｎ－ｐｂｄｃ－１１ａ（ｂｐｅ）／－１２ａ（ｂｐｅ）／－１２ａ（ｂｐｙ）、Ｚｎ（ＩＭ）１．５（ａｂＩＭ）０．５、（［Ｚｎ（Ｃ１０Ｈ２Ｏ８）０．５（Ｃ１０Ｓ２Ｎ２Ｈ８）］５Ｈ２Ｏ））ｎ、Ｃｏ／Ｚｎ－ＢＴＴＢＢＰＹ、ＰＣＮ－６０１、Ｍｇ－ＣＵＫ－１、［Ｃｄ２（ＴＢＡ）２（ｂｉｐｙ）（ＤＭＡ）２］、Ｃｕ６（ｔｒｚ）１０（Ｈ２Ｏ）４［Ｈ２ＳｉＷ１２Ｏ４０｝８Ｈ２Ｏ、［Ｎｉ（ＢＰＥＢ）］、［Ｅｕ３（ｂｐｙｄｂ）３（ＨＣＯＯ）（ｕ３－ＯＨ）２（ＤＭＦ）］（ＤＭＦ）３（Ｈ２Ｏ）２、ＭＡＦ－Ｘ２５、ＭＡＦ－Ｘ２７、ＭＡＦ－Ｘ２５ｏｘ、ＭＡＦ－２７ｏｘ、ＰＣＮ－１０１、ＮＨ２－ＭＩＬ－１２５（Ｔｉ）、Ｃｕ（Ｉ）－ＭＯＦ、ＡＥＭＯＦ－１、ＰＣＮ－２２２、Ｃｄ－ＥＤＤＡ、［Ｃｄ２Ｌ２］ＮＭＰＭＥＯＨ、Ｅｕ／ＵｉＯ－６６－（ＣＯＯＨ）２、Ｅｕ／ＣＰＭ－１７－Ｚｎ、Ｅｕ／ＭＩＬ－５３－ＣＯＯＨ（Ａｌ）、［Ｌｎ（ＨＬ）（Ｈ２Ｏ）２］ｎ２Ｈ２Ｏ、Ｅｕ３＋＠ＭＩＬ－１２４、（［Ｔｂ（Ｌ１）１．５（Ｈ２Ｏ）］３Ｈ２Ｏ）ｎ、［Ｔｂ（ｌ）（ＯＨ）］ｘ（ｓｏｌｖ）、ｂｉｏ－ＭＯＦ－１、ＢＦＭＯＦ－１、ＮＥＮＵ－５００、Ｃｏ－ＺＩＦ－９、Ａｌ２（ＯＨ）２ＴＣＰＰ－Ｃｏ、Ａｌ－ＭＩＬ－１０１－ＮＨ－Ｇｌｙ－Ｐｒｏ、ＵｉＯ－６６－ＣＡＴ、Ｐｔ／ＵｉＯ－６６、ＨＰＷ＠ＭＩＬ－１０１、ＰＯＭ－イオン液体で官能化されたＭＩＬ－１００、硫酸化ＭＩＬ－５３、ＭＩＬ－１０１（Ｃｒ）－ＮＯ２、ＮＥＮＵ－１／１２－タングストケイ酸、Ｎａ－ＨＰＡＡ、ＰＣＭＯＦ－１０、Ｃａ－ＰｉＰｈｔＡ、（ＮＨ４）２（ａｄｐ）［Ｚｎ２（ｏｘ）３］３Ｈ２Ｏ、（［Ｚｎ（Ｃ１０Ｈ２Ｏ８）０．５（Ｃ１０Ｓ２Ｎ２Ｈ８）］５Ｈ２Ｏ］）ｎ、（［（Ｍｅ２ＮＨ２］３（ＳＯ４））２［Ｚｎ２（ｏｘ）３］）ｎ、ＵｉＯ－６６－（ＳＯ３Ｈ）２、Ｔｂ－ＤＳＯＡ、［Ｌａ３Ｌ４（Ｈ２Ｏ）６］ＣｌｘＨ２Ｏ、ＣＡＬＦ－２５、（Ｃｕ２Ｉ２）［Ｃｕ２ＰＤＣ２－（Ｈ２Ｏ）２］２［Ｃｕ（ＭｅＣＮ）４］ＩＤＭＦ、（Ｃｕ４Ｉ４）［Ｃｕ２ＰＤＣ２－（Ｈ２Ｏ）２］４ＤＭＦ、（Ｃｕ２Ｉ２）［Ｃｕ３ＰＤＣ３－（Ｈ２Ｏ）２］２ＭｅＣＮ）２ＤＭＦ、ＺＩＦ－１、ＺＩＦ－３、ＺＩＦ－４、ＺＩＦ－６、ＺＩＦ－１０、ＺＩＦ－１１、ＺＩＦ－１２、ＺＩＦ－１４、ＺＩＦ－２０、ＺＩＦ－２２、ＺＩＦ－９－６７、ＺＩＦ－６０、ＺＩＦ－６７、ＺＩＦ－６８、ＺＩＦ－６９、ＺＩＦ－７４、ＺＩＦ－７６、ＺＩＦ－７７、ＺＩＦ－７８、ＺＩＦ－７９、ＺＩＦ－８０、ＺＩＦ－８１、ＺＩＦ－８２、ＺＩＦ－９０、ＺＩＦ－９５、ＺＩＦ－１００、ＵｉＯ－６８．、ＭＯＦ－８０１、ＭＯＦ－８４１、［Ｃｏ４Ｌ３（ｕ３－ＯＨ）（Ｈ２Ｏ）３］（ＳＯ４）０．５、ＭＯＦ－８０２、Ｃｕ－ＢＴＴｒｉ、ＰＣＮ－４２６、ＭＯＦ－５４５、Ｚｎ（１，３－ＢＤＰ）、［（ＣＨ３）２ＮＨ２］２［Ｅｕ６（ｕ３－ＯＨ）８（１，４－ＮＣＤ）６（Ｈ２Ｏ）６］、ＮｉＤＯＢＤＣ、Ａｌ（ＯＨ）（２，６－ｎｄｃ）（ｎｄｃは、ナフタレンジカルボキシレート（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｄｉｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ）である）、ＭＯＦ－５２５、ＭＯＦ－５３５、Ｃｏ－ＭＯＦ－７４、［Ｚｎ４（ｕ４－Ｏ）－（ｕ４－４－カルボキシ－３，５－ジメチル－４－カルボキシ－ピラゾラト）３］、ＰＣＰ－３３、ＮＵ－１００、ＩＲＭＯＦ－７４－ＩＩＩ－ＣＨ２ＮＨ２、Ｚｎ－ｐｂｄｃ－１２ａ（ｂｐｅ）、ｍｍｅｎ－Ｍｇ２（ｄｏｂｐｄｃ）、ＭＡＦ－Ｘ２５ｏｘ、ＦＭＯＦ－１、ＭＡＦ－６、ＵｉＯ－６６－ＮＨ２＠ＭＯＮ、ＺＩＦ－８、ＣＡＵ－１、ＺＩＦ－６７、ＭＩＬ－６８、ＭＩＬ－１０１、ＵｉＯ－６７、ＵｉＯ－６６、［（Ｃ２Ｈ５）２ＮＨ２］２［Ｍｎ６（Ｌ）（ＯＨ）２（Ｈ２Ｏ）６］４ＤＥＦ、［Ｚｎ（ｔｒｚ）（Ｈ２ｂｅｔｃ）０．５］ＤＭＦ、ＰＣＮ－１００、ＮＵ－１０００、ＦＩＲ－５３、ＦＩＲ－５４，Ａｌ－ＭＩＬ－９６、Ｆｅ－ＭＩＬ－１００、Ａｌ－ＭＩＬ－１００、Ｃｒ－ＭＩＬ－１００、Ｆｅ－ＭＩＬ－５３、Ｃｒ－ＭＩＬ－５３、ＵｉＯ－６６－ＮＨ２、ＩｎＰＣＦ－１、ＨＫＵＳＴ－１、ＺＩＦ－７、ＺＩＦ－９、ＣＡＵ－６、Ｈ－ＺＩＦ－８－１１、Ｈ－ＺＩＦ－８－１２、Ｈ－ＺＩＦ－８－１４、ＺＩＦ－８－ＭｅＯＨ、Ａｌ－ＭＩＬ－５３、Ｃｒ－ＭＩＬ－１０１、Ｃｕ２Ｌ、ＰＥＤ－ＭＩＬ－１０１、ＨＭ－ＭＩＬ－１０１、ＭＯＦ－２３５、ＵｉＯ－６７－ＯＨ、ＺＩＦ－２５、ＺＩＦ－７１、ＺＩＦ－９３、ＺＩＦ－９６、ＺＩＦ－９７の１つ以上から選択することができる。
【0168】
ＭＯＦは、Ｃｏ－ＭＯＦ－７４、［Ｚｎ４（ｕ４－Ｏ）－（ｕ４－４－カルボキシ－３，５－ジメチル－４－カルボキシ－ピラゾラト）３］、ＰＣＰ－３３、ＮＵ－１００、ＩＲＭＯＦ－７４－ＩＩＩ－ＣＨ２ＮＨ２、Ｚｎ－ｐｂｄｃ－１２ａ（ｂｐｅ）、ｍｍｅｎ－Ｍｇ２（ｄｏｂｐｄｃ）、ＭＡＦ－Ｘ２５ｏｘ、ＦＭＯＦ－１、ＭＡＦ－６、ＵｉＯ－６６－ＮＨ２＠ＭＯＮ、ＺＩＦ－８、ＣＡＵ－１、ＺＩＦ－６７、ＭＩＬ－６８、ＭＩＬ－１０１、ＵｉＯ－６７、ＵｉＯ－６６、［（Ｃ２Ｈ５）２ＮＨ２］２［Ｍｎ６（Ｌ）（ＯＨ）２（Ｈ２Ｏ）６］４ＤＥＦ、［Ｚｎ（ｔｒｚ）（Ｈ２ｂｅｔｃ）０．５］ＤＭＦ、ＰＣＮ－１００、ＮＵ－１０００、ＦＩＲ－５３、ＦＩＲ－５４，Ａｌ－ＭＩＬ－９６、Ｆｅ－ＭＩＬ－１００、Ａｌ－ＭＩＬ－１００、Ｃｒ－ＭＩＬ－１００、Ｆｅ－ＭＩＬ－５３、Ｃｒ－ＭＩＬ－５３、ＵｉＯ－６６－ＮＨ２、ＩｎＰＣＦ－１、ＨＫＵＳＴ－１、ＺＩＦ－７、ＺＩＦ－９、ＣＡＵ－６、Ｈ－ＺＩＦ－８－１１、Ｈ－ＺＩＦ－８－１２、Ｈ－ＺＩＦ－８－１４、ＺＩＦ－８－ＭｅＯＨ、Ａｌ－ＭＩＬ－５３、Ｃｒ－ＭＩＬ－１０１、Ｃｕ２Ｌ、ＰＥＤ－ＭＩＬ－１０１、ＨＭ－ＭＩＬ－１０１、ＭＯＦ－２３５、ＵｉＯ－６７－ＯＨ、ＺＩＦ－２５、ＺＩＦ－７１、ＺＩＦ－９３、ＺＩＦ－９６、ＺＩＦ－９７の１つ以上から選択することができ、例えば、ＺＩＦ－２５、ＺＩＦ－７１、ＺＩＦ－９３、ＺＩＦ－９６、ＺＩＦ－９７の１つ以上から選択することができ、好ましくは脱塩膜のために選択することができる。
【0169】
適切には、ＭＯＦは、Ｚｒ－ＤＵＴ－５１、Ｈｆ－ＤＵＴ－５１、ＰＣＮ－７７７、ＮＵ－１１０５、ＤＵＴ－５２、ＤＵＴ－５３、ＤＵＴ－８４、ＤＵＴ－６７、ＤＵＴ－６８、ＤＵＴ－６９、ＤＵＴ－６、例えば、ＭＩＬ－１２５（Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ）、ＭＩＬ－５３（Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ）、ＭＩＬ－４７（Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｖ）、ＵＡＭ－１５０、ＵＡＭ－１５１、ＵＡＭ－１５２、Ｚｒ（Ｏ３ＰＣ１２Ｈ８ＰＯ３）、ビピリジルホスホン酸Ｚｒ、メチルホスホン酸Ｚｒ、ビピリジルホスホン酸Ｓｎ（ＩＶ）、メチルホスホン酸Ｓｎ（ＩＶ）、［Ａｇ（４－ビフェニルスルホネート）］∞、［Ａｇ（２－ナフタレンスルホネート）］∞、［Ａｇ（Ｈ２Ｏ）０．５（１－ナフタレンスルホネート）］∞、［Ａｇ（１－ナフタレンスルホネート）］∞、及び［Ａｇ（１－ピレンスルホネート）］∞、ＵＯ２（Ｏ３ＰＣ６Ｈ５）３０．７Ｈ２Ｏ、（ＵＯ２）３（ＨＯＰＣ６Ｈ５）２－（Ｏ３ＰＣ６Ｈ５）２３Ｈ２Ｏ、ＳＡＴ－１６、ＳＡＴ－１２（Ｍｎ２＋、Ｆｅ２＋、Ｃｏ２＋、Ｎｉ２＋）、ＭＩＬ－９１（Ａｌ３＋、Ｆｅ３＋、Ｉｎ３＋、Ｖ３＋）、ＳＴＡ－１３（Ｙ３＋、Ｓｃ３＋、Ｙｂ３＋、Ｄｙ３＋）、ＶＳＮ－３（１～１０の範囲の－ＣＨ２－単位を有する）、ＶＳＢ－４（１～１０の範囲の－ＣＨ２－単位を有する）、ＺＩＦ－９５、ＺＩＦ－１００、Ｍ３（ｂｔｐ）２（Ｍ＝Ｎｉ，Ｃｕ、Ｚｎ、及びＣｏ；Ｈ３ｂｔｐ＝１，３，５－トリス（１Ｈ－ピラゾール－４－イル）ベンゼン）、ＩＲＭＯＦ－７６、ＩＲＭＯＦ－７７、ＰＣＭ－１８、ＭＯＦ－１０４０、ＭＯＦ－２５３＿０．０８ＰｄＣｌ２、ＭＯＦ－２５３＿０．８３ＰｄＣｌ２、ＭＯＦ－２５３＿０．９７Ｃｕ（ＢＦ４）２、ＮＯＴＴ－１１５、ＵＭＣＭ－１５０、ＵＭＣＭ－１５４、ＭＯＦ－５、ＦＪＩ－１、ＭＯＦ－１００、ＭＯＦ－１７７、ＭＯＦ－２１０、ＵＭＣＭ－１、ＵＭＣＭ－２、ＵＭＣＭ－３、ＵＭＣＭ－４、ＵＭＣＭ－８、ＵＭＣＭ－９、ＭＴＶ－ＭＯＦ－５、Ｌ６－Ｌ１１；ＰＣＮ－８０、ＵＮＬＰＦ－１、ＮＯＴＴ－１４０、ＵＴＳＡ－３４ａ、ＵＴＳＡ－３４ｂ、ＭＯＤＦ－１、ＳＤＵ－１、ＮＰＧ－５、ＵＴＳＡ－２０、ＮＵ－１００、ＮＵ－１１０Ｅ、ＰＣＮ－６１、ＰＣＮ－６６、ＰＣＮ－６９、ＰＣＮ－６１０、ＤＵＴ－４９、ＰＣＮ－８８、ＮＯＴＴ－３００、ＮＯＴＴ－２０２、ＮＯＴＴ－１０４、ＰＣＮ－４６、ＰＣＮ－１４、ＮＯＴＴ－１００、ＮＯＴＴ－１０１、ＮＯＴＴ－１０３、ＮＯＴＴ－１０９、ＮＯＴＴ－１１１、ＺＳＡ－１、ＺＳＡ－２、ＮＯＴＴ－１２、ＮＯＴＴ－１６、ＰＯＭＦ－Ｃｕ（［Ｃｕ２４Ｌ８（Ｈ２Ｏ）２４］、ＭＩＬ－５９、ＰＣＮ－１２、ＰＣＮ－１２’、ＤＵＴ－７５、ＤＵＴ－７６、ＰＣＮ－１６、ＰＣＮ－１６’、ＰＣＮ－５１１、ＩＭＰ－１１、ＰＣＮ－５１２、ＩＭＰ－９、ＭＯＦ－１１、ＭＯＦ－３６、Ｈｆ－ＰＣＮ－５２３、ＰＣＮ－５２１、ＭＯＦ－１７７、ＭＯＦ－１８０、ＭＯＦ－２００、ＳＮＵ－１５０、ＭＯＦ－１４、ＭＯＦ－１４３、ＭＯＦ－３８８、ＭＯＦ－３９９、ＵｉＯ－８８、ＭＯＦ－１００１、ＩＲＭＯＦ－６２、ＭＯＦ－１０１、ＩＲＭＯＦ－７４、ＣＡＵ－１０－ＯＨ、ＣＡＵ－１０－ＮＨ２、ＣＡＵ－１０－Ｈ、ＣＡＵ－１０－ＣＨ３、ＣＡＵ－１０、ＣＡＬＦ－２５、Ｚｎ－ＤＭＯＦ、Ｃｏ－ＤＭＯＦ、ＤＵＴ－４、ＳＡＰＯ－３４、ＳＢＡ－１５、ＨＺＳＭ－５、ＭＣＭ－４１、ＫＩＴ－１、ＭＣＭ－４８、Ｚｎ－ＭＯＦ－７４、Ｎｉ－ＭＯＦ－７４、Ｍｇ－ＭＯＦ－７４、ＰＣＮ－２２８、ＰＣＮ－２２９、ＰＣＮ－２３０、ＭＯＦ－８０８、ＭＩＬ－１６０、ＭＩＬ－１６３、ＦＪＩ－Ｈ６、［Ｚｒ６Ｏ４（ＯＨ）４（ｂｔｂａ）３］（ＤＭＦ）ｘ（Ｈ２Ｏ）ｙ（ここで、ｘは０～＜２０であり、ｙは０～＜２０である）、ＦＪＩ－Ｈ７、ランタニド元素ベースの［Ｌａ（ｐｙｚｄｃ）１．５（Ｈ２Ｏ）２］２Ｈ２Ｏ、［Ｄｙ（Ｃｍｄｃｐ）（Ｈ２Ｏ）３］（ＮＯ３）２Ｈ２Ｏ）ｎ、［Ｅｕ（ＨＬ）（Ｈ２Ｏ）２］ｎ２Ｈ２Ｏ、Ｔｂ－ＤＳＯＡ、［Ｔｂ（Ｌ）（ＯＨ）］ｘ（ｓｌｏｖ）、（［Ｔｂ（Ｌ１）１．５（Ｈ２Ｏ）］３Ｈ２Ｏ、ＩｎベースのＪＬＵ－Ｌｉｕ１８、ＡｌベースのＭＩＬ－１２１、ＭＡＦ－６、ＭＡＦ－７、ＭＡＦ－４９、ＭＡＦ－Ｘ８、［Ｚｎ１２（ｔｒｚ）２０］［ＳｉＷ１２Ｏ４０］１１Ｈ２Ｏ、Ｚｎ２ＴＣＳ（４’４－ｂｉｐｙ）、Ｚｎ－ｐｂｄｃ－１１ａ（ｂｐｅ）／－１２ａ（ｂｐｅ）／－１２ａ（ｂｐｙ）、Ｚｎ（ＩＭ）１．５（ａｂＩＭ）０．５、（［Ｚｎ（Ｃ１０Ｈ２Ｏ８）０．５（Ｃ１０Ｓ２Ｎ２Ｈ８）］５Ｈ２Ｏ））ｎ、Ｃｏ／Ｚｎ－ＢＴＴＢＢＰＹ、ＰＣＮ－６０１、Ｍｇ－ＣＵＫ－１、［Ｃｄ２（ＴＢＡ）２（ｂｉｐｙ）（ＤＭＡ）２］、Ｃｕ６（ｔｒｚ）１０（Ｈ２Ｏ）４［Ｈ２ＳｉＷ１２Ｏ４０｝８Ｈ２Ｏ、［Ｎｉ（ＢＰＥＢ）］、［Ｅｕ３（ｂｐｙｄｂ）３（ＨＣＯＯ）（ｕ３－ＯＨ）２（ＤＭＦ）］（ＤＭＦ）３（Ｈ２Ｏ）２、ＭＡＦ－Ｘ２５、ＭＡＦ－Ｘ２７、ＭＡＦ－Ｘ２５ｏｘ、ＭＡＦ－２７ｏｘ、ＰＣＮ－１０１、ＮＨ２－ＭＩＬ－１２５（Ｔｉ）、Ｃｕ（Ｉ）－ＭＯＦ、ＡＥＭＯＦ－１、ＰＣＮ－２２２、Ｃｄ－ＥＤＤＡ、［Ｃｄ２Ｌ２］ＮＭＰＭＥＯＨ、Ｅｕ／ＵｉＯ－６６－（ＣＯＯＨ）２、Ｅｕ／ＣＰＭ－１７－Ｚｎ、Ｅｕ／ＭＩＬ－５３－ＣＯＯＨ（Ａｌ）、［Ｌｎ（ＨＬ）（Ｈ２Ｏ）２］ｎ２Ｈ２Ｏ、Ｅｕ３＋＠ＭＩＬ－１２４、（［Ｔｂ（Ｌ１）１．５（Ｈ２Ｏ）］３Ｈ２Ｏ）ｎ、［Ｔｂ（ｌ）（ＯＨ）］ｘ（ｓｏｌｖ）、ｂｉｏ－ＭＯＦ－１、ＢＦＭＯＦ－１、ＮＥＮＵ－５００、Ｃｏ－ＺＩＦ－９、Ａｌ２（ＯＨ）２ＴＣＰＰ－Ｃｏ、Ａｌ－ＭＩＬ－１０１－ＮＨ－Ｇｌｙ－Ｐｒｏ、ＵｉＯ－６６－ＣＡＴ、Ｐｔ／ＵｉＯ－６６、ＨＰＷ＠ＭＩＬ－１０１、ＰＯＭ－イオン液体で官能化されたＭＩＬ－１００、硫酸化ＭＩＬ－５３、ＭＩＬ－１０１（Ｃｒ）－ＮＯ２、ＮＥＮＵ－１／１２－タングストケイ酸、Ｎａ－ＨＰＡＡ、ＰＣＭＯＦ－１０、Ｃａ－ＰｉＰｈｔＡ、（ＮＨ４）２（ａｄｐ）［Ｚｎ２（ｏｘ）３］３Ｈ２Ｏ、（［Ｚｎ（Ｃ１０Ｈ２Ｏ８）０．５（Ｃ１０Ｓ２Ｎ２Ｈ８）］５Ｈ２Ｏ］）ｎ、（［（Ｍｅ２ＮＨ２］３（ＳＯ４））２［Ｚｎ２（ｏｘ）３］）ｎ、ＵｉＯ－６６－（ＳＯ３Ｈ）２、Ｔｂ－ＤＳＯＡ、［Ｌａ３Ｌ４（Ｈ２Ｏ）６］ＣｌｘＨ２Ｏ、ＣＡＬＦ－２５、（Ｃｕ２Ｉ２）［Ｃｕ２ＰＤＣ２－（Ｈ２Ｏ）２］２［Ｃｕ（ＭｅＣＮ）４］ＩＤＭＦ、（Ｃｕ４Ｉ４）［Ｃｕ２ＰＤＣ２－（Ｈ２Ｏ）２］４ＤＭＦ、（Ｃｕ２Ｉ２）［Ｃｕ３ＰＤＣ３－（Ｈ２Ｏ）２］２ＭｅＣＮ）２ＤＭＦ、ＺＩＦ－１、ＺＩＦ－３、ＺＩＦ－４、ＺＩＦ－６、ＺＩＦ－１０、ＺＩＦ－１１、ＺＩＦ－１２、ＺＩＦ－１４、ＺＩＦ－２０、ＺＩＦ－２２、ＺＩＦ－９－６７、ＺＩＦ－６０、ＺＩＦ－６７、ＺＩＦ－６８、ＺＩＦ－６９、ＺＩＦ－７４、ＺＩＦ－７６、ＺＩＦ－７７、ＺＩＦ－７８、ＺＩＦ－７９、ＺＩＦ－８０、ＺＩＦ－８１、ＺＩＦ－８２、ＺＩＦ－９０、ＺＩＦ－９５、ＺＩＦ－１００、ＵｉＯ－６８．、ＭＯＦ－８０１、ＭＯＦ－８４１、［Ｃｏ４Ｌ３（ｕ３－ＯＨ）（Ｈ２Ｏ）３］（ＳＯ４）０．５、ＭＯＦ－８０２、Ｃｕ－ＢＴＴｒｉ、ＰＣＮ－４２６、ＭＯＦ－５４５、Ｚｎ（１，３－ＢＤＰ）、［（ＣＨ３）２ＮＨ２］２［Ｅｕ６（ｕ３－ＯＨ）８（１，４－ＮＣＤ）６（Ｈ２Ｏ）６］、ＮｉＤＯＢＤＣ、Ａｌ（ＯＨ）（２，６－ｎｄｃ）（ｎｄｃは、ナフタレンジカルボキシレート（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｄｉｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ）である）、ＭＯＦ－５２５、ＭＯＦ－５３５の１つ以上から選択することができる。
【0170】
ＭＯＦは、ゼオライトイミダゾレートフレームワーク（ＺＩＦ）、適切には、イミダゾールをベースとするリンカーを有するＺｎ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｌｉ、又はＢの金属塩から形成されるＺＩＦの１つ以上から選択することができ、例えば、ＺＩＦ－１、ＺＩＦ－３、ＺＩＦ－４、ＺＩＦ－６、ＺＩＦ－１０、ＺＩＦ－１１、ＺＩＦ－１２、ＺＩＦ－１４、ＺＩＦ－２０、ＺＩＦ－２２、ＺＩＦ－９－６７、ＺＩＦ－６０、ＺＩＦ－６７、ＺＩＦ－６８、ＺＩＦ－６９、ＺＩＦ－７４、ＺＩＦ－７６、ＺＩＦ－７７、ＺＩＦ－７８、ＺＩＦ－７９、ＺＩＦ－８０、ＺＩＦ－８１、ＺＩＦ－８２、ＺＩＦ－９０、ＺＩＦ－９５、ＺＩＦ－１００、ＺＩＦ－８、ＺＩＦ－９、Ｈ－ＺＩＦ－８－１１、Ｈ－ＺＩＦ－８－１２、Ｈ－ＺＩＦ－８－１４、ＺＩＦ－８－ＭｅＯＨ、ＺＩＦ－２５、ＺＩＦ－７１、ＺＩＦ－９３、ＺＩＦ－９６、ＺＩＦ－９７、及びそれらの誘導体から選択することができる。ＭＯＦは、ＺＩＦ－１、ＺＩＦ－３、ＺＩＦ－４、ＺＩＦ－６、ＺＩＦ－１０、ＺＩＦ－１１、ＺＩＦ－１２、ＺＩＦ－１４、ＺＩＦ－２０、ＺＩＦ－２２、ＺＩＦ－９－６７、ＺＩＦ－６０、ＺＩＦ－６７、ＺＩＦ－６８、ＺＩＦ－６９、ＺＩＦ－７４、ＺＩＦ－７６、ＺＩＦ－７７、ＺＩＦ－７８、ＺＩＦ－７９、ＺＩＦ－８０、ＺＩＦ－８１、ＺＩＦ－８２、ＺＩＦ－９０、ＺＩＦ－９５、ＺＩＦ－１００の１つ以上から選択することができる。
【0171】
有利には、ＺＩＦは、堅牢な耐薬品性及び耐熱性、並びに制御可能な多孔度及び孔径が得られることが分かっている。
【0172】
ＺＩＦは、（Ｍ－Ｉｍ－Ｍ）の繰り返し単位を形成することができ、ここで、ＭはＺｎ又はＣｏであり、及びＩｍは、四面体配位において金属単位に架橋するイミダゾール又はその誘導体である。
【0173】
イミダゾール又はその誘導体の単位は、イミダゾール（ＺＩＦ－４リンカー）、２－メチルイミダゾール（ＺＩＦ ８リンカー）、２－エチルイミダゾール、２－ニトロイミダゾール、４－イソシアノイミダゾール、４，５－ジクロロイミダゾール、イミダゾール－２－カルボアルデヒド、イミダゾ［４，５－ｂ］ピリジン、ベンゾ［ｄ］イミダゾール、６－クロロ－ベンゾ［ｄ］イミダゾール、５，６－ジメチル－ベンゾ［ｄ］イミダゾール、６－メチル－ベンゾ［ｄ］イミダゾール、６－ブロモ－ベンゾ［ｄ］イミダゾール、６－ニトロ－ベンゾ［ｄ］イミダゾール、イミダゾ［４，５－ｃ］ピリジン、プリンの１つ以上から選択することができる。
【0174】
有利には、ＺＩＦは、高温濾過用途に使用することができ、高い熱安定性、高い強度、及び／又は耐薬品性を得ることができる。例えば、ＺＩＦ ８は、最高５５０℃の温度に耐えることができる。
【0175】
ＭＯＦは、１つ以上のＵｉＯ ＭＯＦ、例えば、ＵｉＯ－６６、例えばＥｕ／ＵｉＯ－６６－（ＣＯＯＨ）２、ＵｉＯ－６６－ＣＡＴ、Ｐｔ／ＵｉＯ－６６、ＵｉＯ－６６－（ＳＯ３Ｈ）２、ＵｉＯ－６７、ＵｉＯ－６８、ＵｉＯ－８８、及びそれらの誘導体から選択することができる。例えば、ＵＩＯ－６６ ＭＯＦは、Ｅｕ／ＵｉＯ－６６－（ＣＯＯＨ）２、ＵｉＯ－６６－ＣＡＴ、Ｐｔ／ＵｉＯ－６６、ＵｉＯ－６６－（ＳＯ３Ｈ）２であり得る。ＭＯＦは、ＵｉＯ－６８又はＵｉＯ－８８を含むことができる。
【0176】
有利には、ＵｉＯ ＭＯＦは、堅牢な性質、例えば、高い化学安定性及び熱安定性、高い機械的強度、及び／又は大きな表面積が得られることが分かっている。例えば、熱安定性温度は少なくとも２００℃である。ＵｉＯ ＭＯＦはＺｒをベースとする。ＵｉＯ ＭＯＦは、１，４－ベンゼン－ジカルボキシレート（ＢＤＣ）リンカーによって隣接する八面体に１２回結合する八面体であるＺｒ６Ｏ４（ＯＨ）４から構成することができるジルコニウム１，４－ジカルボキシベンゼンＭＯＦ（ＵｉＯ ６６）であり得る。これとは別に、又はこれに加えて、ＵｉＯ ＭＯＦは、ＵｉＯ ６６、アミノベンゼンジカルボン酸ジルコニウムＭＯＦ（ＵｉＯ－６６－ＢＤＣ－ＮＨ２）、ジルコニウムベンゼンジカルボイレート（ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｂｅｎｚｅｎｅｄｉｃａｒｂｏｙｌａｔｅ）（ＵｉＯ－６６－ＢＤＣ）、ビフェニルジカルボン酸ジルコニウムＭＯＦ（ＵｉＯ－６６－ＢＰＤ／ＵｉＯ－６７）、フマル酸ジルコニウムＭＯＦ（ＵｉＯ－６６－ＦＡ、ＦＡ：Ｚｒ＝０．６６～０．９８）、ｔｒａｎｓ－１，２－エチレンジカルボン酸ジルコニウムＭＯＦ（ＵｉＯ－６６－ＦＡ、ＦＡ：Ｚｒ＝１）、トリメリット酸ジルコニウムＭＯＦ（ＵｉＯ－６６－ＢＤＣ－ＣＯＯＨ、ＢＤＣ－ＣＯＯＨ：Ｚｒ＝０．９～１．０）の１つ以上から選択することができる。
【0177】
ＭＯＦは、１つ以上のＭＯＦ－７４、例えば、Ｚｎ－ＭＯＦ－７４、Ｎｉ－ＭＯＦ－７４、Ｍｇ－ＭＯＦ－７４から選択することができる。
【0178】
ＭＯＦは、Ｃｕ－ＢＴＴｒｉ、ＭＩＬ－５３（Ａｌ）、ＭＩＬ－１０１（Ｃｒ）、ＰＣＮ－４２６－Ｃｒ（ＩＩＩ）、［（ＣＨ３）２ＮＨ２］２［Ｅｕ６（ｕ３－ＯＨ）８（１，４－ＮＣＤ）６（Ｈ２Ｏ）６］、Ｚｎ（１，３－ＢＤＰ）、ＭＯＦ－８０８、ＤＵＴ－６９、ＤＵＴ－６７、ＤＵＴ－６８、ＰＣＮ－２３０、ＰＣＮ－２２２、ＭＯＦ－５４５、ＭＯＦ－８０２、及びＨＫＵＳＴ－１の１つ以上から選択することができる。適切には、ＭＯＦは、ＭＯＦ－８０８、ＰＣＮ－２３０、ＰＣＮ－２２２、及びＨＫＵＳＴ－１の１つ以上から選択され、好ましくはＭＯＦ－８０８、ＰＣＮ－２３０、ＰＣＮ－２２２の１つ以上から選択される。
【0179】
活性層は、サイズ排除濾過、ファウリング抵抗性、及び／又は吸着、例えばサイズ排除及びファウリング抵抗性が得られるように使用可能となりうる。
【0180】
ＭＯＦの孔径は、異なる種のＭＯＦ又は異なる長さを有する異なる有機リンカーを用いることによって調節可能である。例えば、ＭＯＦの孔径は、少なくとも０．６ｎｍ（例えばＺＩＦ－７８）、例えば少なくとも０．８ｎｍ（例えばＺＩＦ－８１）、又は少なくとも０．９ｎｍ（例えばＺＩＦ－７９）又は少なくとも１．２ｎｍ（例えばＺＩＦ－６９）、又は少なくとも１．３ｎｍ（例えばＺＩＦ－６８）、又は少なくとも１．６ｎｍ（例えばＺＩＦ－８２）、例えば少なくとも１．８ｎｍ（例えばＺＩＦ－７０）、又は少なくとも１．８ｎｍ（例えばＩＲＭＯＦ－１０）、又は少なくとも２．８ｎｍ（例えばＭＯＦ－１７７）であり得る。
【0181】
ＭＯＦは、１個のフェニル環を含む元のリンカーの１つ以上を、２、３、４、５、６、７、９、１０、又は１１個のフェニル環を含むリンカーで置き換えることによって適合させたＭＯＦ－７４を含むことができる。このような適合によって、それぞれ、孔径を約１．４ｎｍから約２．０ｎｍまで、約２．６ｎｍまで、約３．３ｎｍまで、約４．２ｎｍまで、約４．８ｎｍまで、約５．７ｎｍまで、約７．２ｎｍまで、約９．５ｎｍまで変化させることができる。
【0182】
ＭＯＦは疎水性であり得る。疎水性ＭＯＦは、ＭＩＬ－１０１（Ｃｒ）、ＮｉＤＯＢＤＣ、ＨＫＵＳＴ－１、Ａｌ（ＯＨ）（２，６－ｎｄｃ）（ｎｄｃは、ナフタレンジカルボキシレート（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｄｉｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ）である）、ＭＩＬ－１００－Ｆｅ、ＵｉＯ－６６、ＺＩＦファミリー、例えば、ＺＩＦ ７１、ＺＩＦ ７４、ＺＩＦ－１、ＺＩＦ－４、ＺＩＦ－６、ＺＩＦ－１１、ＺＩＦ－９、及びＺＩＦ ８の１つ以上から選択することができる。有利には、このようなＭＯＦを使用することで、膜のファウリング抵抗性を改善することができる。
【0183】
ＭＯＦは、吸着を促進するＭＯＦ、例えばＵｉＯ－６６又はＵｉＯ－６６－ＮＨ２、好ましくはＵｉＯ－６６－ＮＨ２を含むことができ、これは、吸着剤と及びカチオン染料との間の好都合な静電相互作用のためにアニオン染料よりも効率的に水溶液からカチオン染料を吸着することが分かっている。特に、ＵｉＯ－６６－ＮＨ２は、ＵｉＯ－６６よりも、カチオン染料に対してはるかに高い吸着容量、及びアニオン染料に対して低い吸着容量が得られることが分かっている。
【0184】
本発明のいずれかの態様の活性層は、２ｎｍ～１０００ｎｍ、例えば３ｎｍ～８００ｎｍ、又は４ｎｍ～６００ｎｍ、例えば５ｎｍ～４００ｎｍ、又は５～２００ｎｍ、好ましくは５ｎｍ～１５０ｎｍ又は５ｎｍ～１００ｎｍの厚さを有することができる。
【0185】
本発明のいずれかの態様によるＭＯＦはナノチャネルを含むことができ、適切にはＭＯＦは、ナノチャネルを含むフレーク又は粒子の形態である。平均ナノチャネル直径は、０．２ｎｍ～１００ｎｍ、例えば０．２ｎｍ～９０ｎｍの間、０．３ｎｍ～７５ｎｍ、０．４ｎｍ～５０ｎｍ、例えば０．５ｎｍ～４０ｎｍ、０．５ｎｍ～３０ｎｍ、又は０．５ｎｍ～２０ｎｍ、適切には０．５ｎｍ～１５ｎｍ、０．５ｎｍ～１０ｎｍ、又は好ましくは０．５ｎｍ～８ｎｍであり得る。
【0186】
ＭＯＦは、ジルコニウムベースのＭＯＦであり得、例えばＵｉＯ－６６（Ｚｒ）、ＵｉＯ－６７（Ｚｒ）、及びＵｉＯ－６８（Ｚｒ）、ＭＯＦ－５２５（Ｚｒ６Ｏ４（ＯＨ）４（ＴＣＰＰ－Ｈ２）３、ＭＯＦ－５３５（Ｚｒ６Ｏ４（ＯＨ）４（ＸＦ）３、及びＭＯＦ５４５（Ｚｒ６Ｏ８（Ｈ２Ｏ）８（ＴＣＰＰ－Ｈ２）２（ここで、ポルフィリンＨ４－ＴＣＰＰ－Ｈ２＝（Ｃ４８Ｈ２４Ｏ８Ｎ４）であり、十字形Ｈ４－ＸＦ＝（Ｃ４２Ｏ８Ｈ２２）である）、好ましくはＵｉＯ－６８（Ｚｒ）又はＭＯＦ－５２５、最も好ましくはＵｉＯ－６８であり得る。前記ＭＯＦは、化学物質、温度、及び機械的応力に対して優れた安定性を示すことが分かっている。前記ＭＯＦの構造は、ノードとしてのＺｒ６Ｏ４（ＯＨ）４クラスターサブユニットとベンゼン１，４－ジカルボキシレートライナーなどの有機リンカーとを含むことができる。
【0187】
ＭＯＦは、アミン、アルデヒド、アルキン、及び／又はアジドの１つ以上から選択される官能基を含むことができる。ＭＯＦの細孔は、アミン、又はアルデヒド、又はアルキン、又はアジド官能基の共有合成後修飾方法などのリンカー及び／又は二次構成単位／ノード上の修飾方法、適切には合成後の修飾方法によって、選択的ふるい分けのため、及びより高い効率を得るために修飾することができる。特定の用途のために、特定の官能基をＭＯＦに導入することができる。例えば、－ＮＨ２をＵｉＯ－６６に加えてＵｉＯ－６６－ＮＨ２を形成することで、鉄酸の吸着が改善されることが分かっており、例えば、活性層と基材との間に適合性の相互作用を形成するために、ジメチルジオキシランを用いた酸化によってスルホンを有する基がイソＩＲＭＯＦ－１６に加えられる。
【0188】
本発明のＭＯＦは、要求される性質により合成することができ、又は商業的供給元から購入することができる。適切な市販の金属有機構造体材料は、ＢＡＳＦ、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ、又はＳｔｒｅｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから購入することができる。
【0189】
本発明のためのＭＯＦを合成するために使用される方法は、当技術分野において従来通りのものであり、ソルボサーマル合成、マイクロ波支援合成、電気化学的合成などであり得る。
【0190】
ＭＯＦは、基材の存在下で前駆体材料から合成することができる。
【0191】
ＭＯＦの粒度を制御するためにＭＯＦの合成中にモジュレーターを使用することができ、モジュレーターは安息香酸であり得る。
【0192】
適切には、ＭＯＦは基材の非存在下で合成される。
【0193】
ＭＯＦは、互いに緻密化及び相互作用又は溶融が起こって活性層を形成する結晶化連続相又は粒子若しくはフレークの形態であり得る。好ましくはＭＯＦは粒子又はフレークの形態である。
【0194】
ＭＯＦフレーク又は粒子のサイズ分布は、ＭＯＦフレーク又は粒子の少なくとも３０重量％が、１ｎｍ～１００００ｎｍの間、例えば２ｎｍ～７５００ｎｍの間、５ｎｍ～５０００ｎｍ、１０ｎｍ～４０００ｎｍ、例えば１５ｎｍ～３５００ｎｍ、２０ｎｍ～３０００ｎｍ、又は２５ｎｍ～３０００ｎｍ、適切には３０ｎｍ～２５００ｎｍ、４０ｎｍ～２５００ｎｍ、又は好ましくは５０ｎｍ～２５００ｎｍのサイズを有し、より好ましくは少なくとも４０重量％、５０重量％、６０重量％、７０重量％、及び最も好ましくは少なくとも８０重量％又は少なくとも９０重量％又は９５重量％又は９８重量％又は９９重量％が上記のサイズを有するようなサイズ分布であり得る。ＭＯＦのサイズ及びサイズ分布は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ、ＪＥＭ－２１００Ｆ、ＪＥＯＬＬｔｄ．、日本）を用いて測定することができる。
【0195】
例えば、ＭＯＦの試料にわたる二次元層の横方向サイズは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ、ＪＥＭ－２１００Ｆ、ＪＥＯＬ Ｌｔｄ．、日本）、及び測定された同じサイズのナノシート（Ｍｉ）の数（Ｎｉ）を用いて測定することができる。次に平均サイズは式１：
によって計算することができ、ここで、Ｍｉはナノシートの直径であり、Ｎｉは直径Ｍｉを有するサイズの数である。
【数4】
【0196】
ＭＯＦの粒子又はフレークの平均サイズは、基材の平均孔径の少なくとも６０％であり得る。例えば、２００ｎｍの基材の平均孔径の場合、フレーク又は粒子は、少なくとも１２０ｎｍの平均サイズを有することができる。適切には、ＭＯＦの平均サイズは、多孔質基材の平均孔径以上であり、例えば、基材の平均孔径の少なくとも１００％、又は少なくとも１２０％、又は少なくとも１４０％である。
【0197】
活性層は、ＭＯＦ以外の材料、適切には二次元材料を含むことができる。例えば、活性層の別の材料は、遷移金属ジカルコゲニド、シリセン、ゲルマネン、スタネン、窒化ホウ素、適切にはｈ－窒化ホウ素、窒化炭素、遷移金属ジカルコゲニド、グラフェン、酸化グラフェン、還元酸化グラフェン官能化酸化グラフェン、及びポリマー／グラフェンエアロゲルの１つ以上から選択することができる。
【0198】
活性層は、活性層の性質を調節するための添加剤を含むことができ、例えば、別の金属；及び／又は繊維、例えば金属酸化物ナノストランド；及び／又はドーパント、例えば、Ａｕ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｕ（ＯＨ）２、Ｃｄ（ＯＨ）２、及び／又はＺｒ（ＯＨ）２を含むことができる。このような添加剤は、ＭＯＦの孔径及びチャネル構造を制御するため、及び／又は高い水流束速度のためのナノチャネルを形成するために膜に加えることができる。０．１ｎｍ～１０００ｎｍの直径を有する連続繊維又は短繊維などのあらゆる種類の適切な繊維を膜内に混入することができる。０．１ｎｍ～８５０ｎｍ、０．５ｎｍ～５００ｎｍ、又は０．５ｎｍ～１００ｎｍ、０．７５ｎｍ～７５ｎｍ、好ましくは、０．７５ｎｍ～５０ｎｍなど。適切には、繊維は、機械的除去又は溶解などによって使用前に除去される。
【0199】
添加剤は、ＭＯＦを含有するコーティング組成物に導入することができ、及び／又は膜表面上に堆積することができる。
【0200】
膜は、基材上の活性層の２つ以上の分離した部分を含むことができる。
【0201】
本発明の膜は、あらゆる種類の濾過のためのものであり得る。適切には、本発明の膜は、水処理、例えば油／水の分離；分子分離、水生環境中の医薬品残留物を除去するための医薬品の濾過；生物濾過、例えば微生物と水との間の分離；脱塩又は選択的イオン濾過；並びに核廃水からの核放射性元素を除去するための核廃水の濾過；損傷した腎臓フィルター及び血液の濾過を代替するための生理学的濾過などの血液処理；及び／又は植物、例えば草などの供給源から誘導されるバイオプラットホーム分子の分離のためのものである。適切には、膜は、脱塩又は油及び水の分離などの水処理、又は医薬品濾過、又は染料の除去のためのものである。
【0202】
本発明のいずれかの態様による方法は、重力堆積、真空蒸着、圧力堆積；印刷、例えば、インクジェット印刷、エアロゾル印刷、３Ｄ印刷、オフセットリソグラフィ印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷技術、パッド印刷；カーテンコーティング、ディップコーティング、スピンコーティング、並びに当業者に周知の別の印刷又はコーティング技術を用いて、コーティング組成物を基材上に接触させることを含むことができる。
【0203】
活性層コーティング組成物を濾過膜層に塗布する方法は、ＭＯＦを含むコーティング組成物を支持層上に塗布するステップを含むことができる。方法は、重力堆積、真空蒸着、圧力堆積；印刷、例えば、インクジェット印刷、エアロゾル印刷、３Ｄ印刷、オフセットリソグラフィ印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷技術、パッド印刷；カーテンコーティング、ディップコーティング、スピンコーティング、並びに当業者に周知の別の印刷又はコーティング技術を用いて、コーティング組成物を支持層上に接触させることを含むことができる。
【0204】
塗布方法のさらなる詳細は、公開されたＰＣＴ特許出願の国際公開第２０１９／１８６１３４号パンフレット、特に段落［１１７］、［１１８］、及び［１２６］～［１３０］（両端の段落番号を含む）に開示されている。段落［１１７］、［１１８］、及び［１２６］～［１３０］（両端の段落番号を含む）の内容全体は、すべて参照により本明細書に援用される。
【0205】
適切には、コーティング組成物は、液体媒体と１つ以上のＭＯＦとを含む液体組成物である。本発明のコーティング組成物は、溶媒、非溶媒を含むことができ、又は無溶媒であり得、ＵＶ硬化性組成物、ｅビーム硬化性組成物などであり得る。
【0206】
コーティング組成物は、適切には塩の形態の１つ以上のＳＢＵ又はノード前駆体などのＭＯＦ前駆体と、有機配位子又はその前駆体とを含むことができる。コーティング組成物は、ＭＯＦ ＳＢＵ又はノードの合成に使用することができるあらゆる種類の化合物の塩前駆体、例えば、金属塩、例えばアルミニウム塩、アンモニウム塩、アンチモン塩、ヒ素塩、バリウム塩、ベリリウム塩、ビスマス塩、カドミウム塩、カルシウム塩、セリウム塩、セシウム塩、クロム塩、コバルト塩、銅塩、ジスプロシウム塩、エルビウム塩、ユウロピウム塩、ガドリニウム塩、ガリウム塩、ゲルマニウム塩、金塩、ハフニウム塩、ホルミウム塩、インジウム塩、イリジウム塩、鉄塩、ランタン塩、鉛塩、リチウム塩、ルテチウム塩、マグネシウム塩、マンガン塩、水銀塩、モリブデン塩、ネオジム塩、ニッケル塩、ニオブ塩、オスミウム塩、パラジウム塩、白金塩、カリウム塩、プラセオジム塩、レニウム塩、ロジウム塩、ルビジウム塩、ルテニウム塩、サマリウム塩、スカンジウム塩、セレン塩、銀塩、ナトリウム塩、ストロンチウム塩、硫黄塩、タンタル塩、テルル塩、テルビウム塩、タリウム塩、トリウム塩、ツリウム塩、スズ塩、チタン塩、タングステン塩、バナジウム塩、イッテルビウム塩、イットリウム塩、亜鉛塩、ジルコニウム塩の１つ以上を含むことができ、又はそれらより形成することができる。
【0207】
有機配位子前駆体は、前述の有機リンカーのいずれか１つなどのＭＯＦの合成に使用することができるあらゆる種類の有機配位子を含むことができる。
【0208】
前駆体は、エタノール及びエチレングリコールの混合物にさらに分散させたり、希釈したりすることができ、任意選択的に、５００ｎｍの孔径を有するフィルターに通して濾過することができる。
【0209】
有機配位子前駆体は、前述の有機リンカーのいずれか１つなどのＭＯＦの合成に使用することができるあらゆる種類の有機配位子を含むことができる。
【0210】
活性層組成物のさらなる詳細は、公開されたＰＣＴ特許出願の国際公開第２０１９／１８６１３４号パンフレット、特に段落［９７］～［１１６］（両端の段落番号を含む）に開示されている。段落［９７］～［１１６］（両端の段落番号を含む）の内容全体は、すべて参照により本明細書に援用される。
【0211】
本発明に使用するための液体組成物として、例えば溶液、分散液、又は懸濁液として配合される場合、適切な担体液体又は溶媒は水性又は有機であり得、したがって別の成分が選択される。任意選択的に、組成物の性能及び／又はレオロジーを向上させる別の材料、例えば、バインダー、乾燥剤、酸化防止剤、還元剤、潤滑剤、可塑剤、ろう、キレート剤、界面活性剤、顔料、脱泡剤、及び増感剤のいずれか１つ以上。好ましくは、コーティング組成物において、ＭＯＦをキャリア、適切にはキャリア液体中に分散させる、又は懸濁させる。
【0212】
液体担体は、水、エタノール、プロパノール、グリコール、第３級ブタノール、アセトン、ジメチルスルホキシド、混合物のジメチルスルホキシド／アルコール／グリコール、水／アルコール／グリコール、グリコール／水／第３級ブタノール、水／アセトン混合物、水／エタノール混合物、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレングリコール（ＥＧ）、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、イソプロピルアルコール、鉱油、ジメチルホルムアミド、テルピネオール、エチレングリコール、又はそれらの混合物の１つ以上から選択することができ、好ましくは、水／エタノール、例えば、５０／５０体積％の水／エタノール、任意選択的に１つ以上の安定剤、例えば酸化リチウムを有する水；Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルホルムアミド又はテルピネオール、最も好ましくは、水：エタノール、例えば５０：５０体積％の水／エタノール、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルホルムアミドから選択することができる。
【0213】
界面活性剤は、ＭＯＦ分散液を安定化させ及び／又はそれらの粘度を調整するための安定剤及び／又はレオロジー改質剤として水又は別の液体とともに使用することができ、例えば、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、及びあらゆる別の界面活性剤を使用することができる。好ましくは、イオン性界面活性剤は安定剤として使用される。安定剤は、コール酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸リチウム、タウロデオキシコレート、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ－１００、ＴＸ－１００、ＩＧＥＰＡＬ ＣＯ－８９０などの１つ以上から選択することができる。好ましくは、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ－１００である。
【0214】
凝集したＭＯＦを除去するために遠心分離機を使用することができる。回転速度（ｒｐｍ）は、１００～１０，０００、例えば５００～９０００、７５０～８，０００、８００～６０００、好ましくは１，０００～６，０００の範囲内であり得る。
【0215】
分散液中の凝集したＭＯＦを除去するために濾過を行うことができる。
【0216】
活性層は、膜の生成中に繊維を使用することによって形成されたナノチャネルをさらに含むことができる。有利には、製造プロセス中に０．５ｎｍ～１０００ｎｍの直径を有する連続繊維又は短繊維を混入し、続いて繊維を除去することによって、活性層中にナノチャネルが存在することで、水流束が大幅に増加することが分かっている。
【0217】
活性層中のナノチャネルは、１ｎｍ～７５０ｎｍ、例えば１ｎｍ～５００ｎｍ、又は１ｎｍ～２５０ｎｍ、例えば１ｎｍ～１５０ｎｍ、又は１ｎｍ～１００ｎｍ、例えば１ｎｍ～５０ｎｍ、又は１ｎｍ～２５ｎｍ、例えば１ｎｍ～１０ｎｍ、又は好ましくは１ｎｍ～５ｎｍの直径を有することができる。
【0218】
本発明のいずれかの態様の活性層は、２ｎｍ～１０００ｎｍ、例えば３ｎｍ～８００ｎｍ、又は４ｎｍ～６００ｎｍ、例えば５ｎｍ～４００ｎｍ、又は５ｎｍ～２００ｎｍ、好ましくは５ｎｍ～１５０ｎｍ、又は５ｎｍ～１００ｎｍの厚さを有することができる。
【0219】
支持層は、活性層に対する構造用支持体となるように使用することができる。
【0220】
膜エンベロープの支持層は、あらゆる適切な厚さを有することができる。支持層の厚さは、５μｍ～２００μｍの間、例えば５μｍ～１００μｍの間、又は１０μｍ～１００μｍの間、又は３０μｍ～１００μｍの間、好ましくは３０μｍ～９０μｍの間、より好ましくは３０μｍ～８５μｍの間、例えば３０μｍ～７０μｍの間、又は３０μｍ～６０μｍの間であり得る。任意選択的に、支持層は、５μｍ～３０μｍの間、例えば８μｍ～２５μｍの間、又は８μｍ～２０μｍの間、好ましくは１０μｍ～１５μｍの間の厚さを有することができ、適切には前記支持層はポリ（エーテル）スルホン支持層である。
【0221】
有利には、本発明のスパイラル巻き構成要素によって、高い化学安定性、機械的安定性、及び／又は熱安定性、清浄性を備えた良好なファウリング抵抗性、長寿命、高透過率、及び／又は制御可能な選択性を得ることができる。
【0222】
本発明の態様によるキャリアは、限定するものではないが重力濾過、減圧濾過、及び／又は加圧システムの下で機能するものなどの、広範囲の構成及び濾過装置中で利用することができる。
【0223】
本発明のいずれかの態様のキャリアは、あらゆる種類の濾過のためのものであり得る。適切には、本発明のキャリアは、水処理、例えば油／水の分離；分子分離、水生環境中の医薬品残留物を除去するための医薬品の濾過；生物濾過、例えば微生物と水との間の分離；脱塩又は選択的イオン濾過；並びに核廃水からの核放射性元素を除去するための核廃水の濾過；損傷した腎臓フィルター及び血液の濾過を代替するための生理学的濾過などの血液処理；及び／又は植物、例えば草などの供給源から誘導されるバイオプラットホーム分子の分離のためのものである。適切には、キャリアは、脱塩又は油及び水の分離などの水処理、又は医薬品濾過のためのものである。
【0224】
本明細書において「格子」という用語は、１つ以上の反復単位セルで構成される三次元構造を意味し、ここで、単位セルは、例えば隣接する単位セルに液体が流動できるように相互接続される。含まれる場合の三重周期表面は、用語「格子」という用語の一部である。
【0225】
本明細書において「層状構造」という用語は、少なくとも２つの重なり合う層を有する構造を意味する。本明細書において「活性層」又は「濾過膜層」という用語は、所望の溶解材料（溶質）、コロイド、又は微粒子を原液溶液から分離するために使用可能な多孔質バリアを意味する。これは、原液流と透過液流戸の間の界面を意味することができる。本明細書において「二次元材料」という用語は、少なくとも１つの寸法が１００ｎｍ未満である材料を意味する。
【0226】
本明細書において言及される「シェルを有する」という用語は、特定の壁の厚さを有する構造の中空の固体部分を意味する。
【0227】
本明細書において、「より高次のアーカイバル格子構造」という用語は、別の格子構造から構成される構成要素を含む格子構造であって、上記別の格子構造は、引き続く格子構造から構成され、それが第ｎ番目まで続きうる格子構造を意味する。
【0228】
乱流はレイノルズ数（Ｒｅ）：
によって測定される。ここで、ρは、流体の密度であり、ｕは流速であり、Ｌは特徴的線形寸法であり、μは流体の動的粘度である。
【数5】
【0229】
本発明の目的のためには、脂肪族基は、炭化水素部分であって、直鎖（すなわち非分岐）、分岐、又は環状であり得、完全飽和であり得るか、又は１つ以上の不飽和単位を含み得るが、芳香族ではない炭化水素部分である。「不飽和」という用語は、１つ以上の二重結合及び／又は三重結合を有する部分を意味する。したがって、「脂肪族」という用語は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニルシクロアルケニル基、アルキニル基、又はシクロアルケニル基、並びにそれらの組み合わせを含むことが意図される。「（ヘテロ）脂肪族」という用語は、脂肪族基及び／又はヘテロ脂肪族基の両方を含む。
【0230】
脂肪族基は、任意選択的にＣ１～３０脂肪族基であり、すなわち、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、又は３０個の炭素原子を有する脂肪族基である。任意選択的に、脂肪族基は、Ｃ１～１５脂肪族であり、任意選択的にＣ１～１２脂肪族であり、任意選択的にＣ１～１０脂肪族であり、任意選択的にＣ１～８脂肪族であり、例えばＣ１～６脂肪族基である。適切な脂肪族基としては、直鎖又は分岐のアルキル基、アルケニル基、及びアルキニル基、並びにこれらの混合物、例えば（シクロアルキル）アルキル基、（シクロアルケニル）アルキル基、及び（シクロアルキル）アルケニル基が挙げられる。
【0231】
本明細書において使用される場合、「アルキル」という用語は、脂肪族部分から１つの水素原子を除去することによって誘導される飽和の直鎖又は分岐鎖の炭化水素基を意味する。アルキル基は、任意選択的に「Ｃ１～２０アルキル基」であり、すなわち、１～２０個の炭素を有する直鎖又は分岐鎖のアルキル基である。したがって、このアルキルは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、又は２０個の炭素原子を有する。任意選択的に、アルキル基は、Ｃ１～１５アルキル、任意選択的にＣ１～１２アルキル、任意選択的にＣ１～１０アルキル、任意選択的にＣ１～８アルキル、任意選択的にＣ１～６アルキル基である。特に、「Ｃ１～２０アルキル基」の例としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｓｅｃ－ペンチル、イソペンチル、ｎ－ペンチル基、ネオペンチル、ｎ－ヘキシル基、ｓｅｃ－ヘキシル、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基、ｎ－ノニル基、ｎ－デシル基、ｎ－ウンデシル基、ｎ－ドデシル基、ｎ－トリデシル基、ｎ－テトラデシル基、ｎ－ペンタデシル基、ｎ－ヘキサデシル基、ｎ－ヘプタデシル基、ｎ－オクタデシル基、ｎ－ノナデシル基、ｎ－エイコシル基、１，１－ジメチルプロピル基、１，２－ジメチルプロピル基、２，２－ジメチルプロピル基、１－エチルプロピル基、ｎ－ヘキシル基、１－エチル－２－メチルプロピル基、１，１，２－トリメチルプロピル基、１－エチルブチル基、１－メチルブチル基、２－メチルブチル基、１，１－ジメチルブチル基、１，２－ジメチルブチル基、２，２－ジメチルブチル基、１，３－ジメチルブチル基、２，３－ジメチルブチル基、２－エチルブチル基、２－メチルペンチル基、３－メチルペンチル基などが挙げられる。
【0232】
本明細書において使用される場合、「アルケニル」という用語は、少なくとも１つの炭素－炭素二重結合を有する直鎖又は分岐鎖の脂肪族部分から１つの水素原子を除去することによって誘導される基を意味する。本明細書において使用される場合、「アルキニル」という用語は、少なくとも１つの炭素－炭素三重結合を有する直鎖又は分岐鎖の脂肪族の部分から１つの水素原子を除去することによって誘導される基を意味する。アルケニル基及びアルキニル基は、それぞれ、任意選択的に「Ｃ２～２０アルケニル」及び「Ｃ２～２０アルキニル」、任意選択的に「Ｃ２～１５アルケニル」及び「Ｃ２～１５アルキニル」、任意選択的に「Ｃ２～１２アルケニル」及び「Ｃ２～１２アルキニル」、任意選択的に「Ｃ２～１０アルケニル」及び「Ｃ２～１０アルキニル」、任意選択的に「Ｃ２～８アルケニル」及び「Ｃ２～８アルキニル」、任意選択的に「Ｃ２～６アルケニル」及び「Ｃ２～６アルキニル」基である。アルケニル基の例としては、エテニル、プロペニル、アリル、１，３－ブタジエニル、ブテニル、１－メチル－２－ブテン－１－イル、アリル、１，３－ブタジエニル、及びアレニルが挙げられる。アルキニル基の例としては、エチニル、２－プロピニル（プロパルギル）、及び１－プロピニルが挙げられる。
【0233】
本明細書において使用される場合、「脂環式」、「炭素環」、又は「炭素環式」という用語は、３～２０個の炭素原子を有する飽和又は部分不飽和の環状脂肪族の単環式又は多環式の（縮合、架橋、及びスピロ縮合を含む）環系を意味し、すなわち、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、又は２０個の炭素原子を有する脂環式基を意味する。任意選択的に、脂環式基は、３～１５個、任意選択的に３～１２個、任意選択的に３～１０個、任意選択的に３～８個の炭素原子を有し、任意選択的に３～６個の炭素原子を有する。「脂環式」、「炭素環」、又は「炭素環式」という用語は、１つ以上の芳香環又は非芳香環、例えばテトラヒドロナフチル環と縮合する脂肪族環も含み、ここで結合点は脂肪族環上に存在する。炭素環式環は、多環式、例えば二環式又は三環式であり得る。脂環式基は、１つ以上の結合性又は非結合性アルキル置換基、例えば－ＣＨ２－シクロヘキシルを有する脂環式環を含むことができることは認識されよう。特に、炭素環の例としては、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、バイシクル［２，２，１］ヘプタン、ノルボレン（ｎｏｒｂｏｒｅｎｅ）、フェニル、シクロヘキセン、ナフタレン、スピロ［４．５］デカン、シクロヘプタン、アダマンタン、及びシクロオクタンが挙げられる。
【0234】
ヘテロ脂肪族基（ヘテロアルキル、ヘテロアルケニル、及びヘテロアルキニルを含む）は、１つ以上のヘテロ原子をさらに含む前述の脂肪族基である。したがって、ヘテロ脂肪族基は、任意選択的に２～２１個の原子、任意選択的に２～１６個の原子、任意選択的に２～１３個の原子、任意選択的に２～１１個の原子、任意選択的に２～９個の原子、任意選択的に２～７個の原子を含み、少なくとも１つの原子が炭素原子である。任意選択のヘテロ原子は、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、及びＳｉから選択される。ヘテロ脂肪族基が２つ以上のヘテロ原子を有する場合、ヘテロ原子は、同じ場合も異なる場合もある。ヘテロ脂肪族基は、置換又は非置換、分岐又は非分岐、環式又は非環式であり得、飽和、不飽和、又は部分不飽和の基を含むことができる。
【0235】
脂環式基は、３～２０個の炭素原子を有する飽和又は部分不飽和で環状脂肪族の単環式又は多環式の（縮合、架橋、及びスピロ縮合を含む）環系であり、すなわち３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、又は２０個の炭素原子を有する脂環式基である。任意選択的に、脂環式基は、３～１５個、任意選択的に３～１２個、任意選択的に３～１０個、任意選択的に３～８個の炭素原子、任意選択的に３～６個の炭素原子を有する。「脂環式」という用語は、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、及びシクロアルキニル基を含む。脂環式基は、１つ以上の結合性又は非結合性アルキル置換基、例えば－ＣＨ２－シクロヘキシルを有する脂環式環を含むことができることは認識されよう。特に、Ｃ３～２０シクロアルキル基の例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、アダマンチル、及びシクロオクチルが挙げられる。
【0236】
アリール基又はアリール環は、５～２０個の炭素原子を有する単環式の又は多環式の環系であり、環系の少なくとも１つの環が芳香族であり、環系のそれぞれの環は３～１２個の環の要素を含む。アリール基は、任意選択的に「Ｃ６～１２アリール基」であり、６、７、８、９、１０、１１、又は１２個の炭素原子で構成されるアリール基であり、単環式環基、又は二環式環基などの縮合環を含む。特に、「Ｃ６～１０アリール基」の例としては、フェニル基、ビフェニル基、インデニル基、アントラシル基、ナフチル基、又はアズレニル基などが挙げられる。インダン、ベンゾフラン、フタルイミド、フェナントリジン、及びテトラヒドロナフタレンなどの縮合環もアリール基に含まれることに留意すべきである。
【0237】
本明細書において使用される場合、特にはっきりと明記されなければ、値、範囲、量、又はパーセント値を表すものなどのあらゆる数字は、「約」という用語が明確に現れない場合でも、「約」という単語が前に付けられるかのように読むことができる。本明細書において使用される場合、「約」という用語は、記載の値の±１０％を意味する。
【0238】
また、本明細書に示されるあらゆる数値範囲は、その中に包含されるあらゆる部分範囲を含むことが意図される。単数形は複数形を含んでおり、逆もまた同様である。
【0239】
本明細書において使用される場合、「ポリマー」という用語は、オリゴマーと、ホモポリマーとコポリマーとの両方とを意味し、「ポリ」という接頭語は、２つ以上を意味する。含む、例えば、及び同様の用語は、例えばを含むが、それに限定されるものではないことを意味する。
【0240】
さらに、本発明は「含む」を用いて記載されているが、本明細書に詳細に記載されるプロセス、材料、及びコーティング組成物は、「から本質的になる」又は「からなる」として記載することもできる。
【0241】
本明細書において使用される場合、別の記載がなければ、「平均」は算術平均（ｍｅａｎ ａｖｅｒａｇｅ）を意味する。
【0242】
ある種類に関して複数の範囲が提供される場合、それぞれの範囲は、その種類の列挙される種のいずれか１つ以上に追加で独立して適用することもできる。
【0243】
本明細書に含まれるすべての特徴は、あらゆる組み合わせで前述の態様と組み合わせることができる。
【0244】
本発明のより十分な理解のため、及び本発明の態様を実行に移すことができる方法を示すために、これより例として以下の実験データ及び図が参照される。
【0245】
これより、単なる例として、添付の図面を参照しながら本開示の態様を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0246】
【図1】ポリアミド複合薄膜（ＴＦＣ）逆浸透（ＲＯ）工業用脱塩膜の断面図を示している。膜（１００）は、（ｉ）活性層（１０２）；（ｉｉ）ａ支持層（１０４）；及び（ｉｉｉ）バッキング層（１０６）の３層を含む。
【図2】透過液の流動が可能となるように透過液キャリアとして使用可能な付加印刷された構成要素（２００）の斜視図を示している。
【図3】透過液の流動が可能となるようにバッキング層として使用可能な付加印刷された構成要素（３００）の斜視図を示している。
【図4】透過液の流動が可能となるように複合透過液キャリア及びバッキング層として使用可能な付加印刷された構成要素（４００）の斜視図を示している。
【実施例】
【0247】
透過液キャリア構成要素
比較例１：図１を参照すると、編まれた構造及び８６３μｍの厚さを有する原液スペーサーと；編まれた不規則な非格子構造及び４５７μｍの厚さを有する透過液キャリアを含む膜エンベロープと；膜（１００）であって、（ｉ）１００ｎｍの厚さを有するポリアミドの界面重合によって製造された活性層（１０２）と；（ｉｉ）５０μｍの厚さを有するＵＦＰＥＳでできた支持層（１０４）と；（ｉｉｉ）１２０μｍの厚さを有する不織ポリエステルでできたバッキング層（１０６）との３層を含む膜（１００）とで形成されたポリアミドＴＦＣ ＲＯ工業用脱塩膜。この膜は、１０００ｍ２／ｍ３の充填密度を有した。２０，０００ｐｐｍの塩濃度を有する前処理後の海水原液を膜内に誘導した。２３００を超えるＲｅ数を得て、２Ｌ／（ｍ２ｈｒ）の透過流束を得るために、５５ｂａｒの圧力において１．２ｍ／ｓの流速が必要であった。
比較例１：図１を参照すると、編まれた構造及び８６３μｍの厚さを有する原液スペーサーと；編まれた不規則な非格子構造及び４５７μｍの厚さを有する透過液キャリアを含む膜エンベロープと；膜（１００）であって、（ｉ）１００ｎｍの厚さを有するポリアミドの界面重合によって製造された活性層（１０２）と；（ｉｉ）５０μｍの厚さを有するＵＦＰＥＳでできた支持層（１０４）と；（ｉｉｉ）１２０μｍの厚さを有する不織ポリエステルでできたバッキング層（１０６）との３層を含む膜（１００）とで形成されたポリアミドＴＦＣ ＲＯ工業用脱塩膜。この膜は、１０００ｍ２／ｍ３の充填密度を有した。２０，０００ｐｐｍの塩濃度を有する前処理後の海水原液を膜内に誘導した。２３００を超えるＲｅ数を得て、２Ｌ／（ｍ２ｈｒ）の透過流束を得るために、５５ｂａｒの圧力において１．２ｍ／ｓの流速が必要であった。
【0248】
実施例１：図２を参照すると、編まれた構造及び８６３μｍの厚さを有する原液スペーサーと；不均一な格子構造及び２７５μｍの厚さを有する本発明による透過液キャリア構成要素（２００）を含む膜エンベロープと；膜であって、（ｉ）１００ｎｍの厚さを有するポリアミドの界面重合によって製造された活性層と；（ｉｉ）５０μｍの厚さを有するＵＦ ＰＥＳでできた支持層と；（ｉｉｉ）１２０μｍの厚さを有する不織ポリエステルでできたバッキング層との３層を含む膜とで形成されたポリアミドＴＦＣ ＲＯ工業用脱塩膜。
【0249】
透過液キャリア（２００）は、単位セルサイズの孔径が格子構造のＺ面に沿って変化するように不均一である格子構造から形成される。単位セルの孔径は、格子構造の中央（２０２）で最大となり、単位セルの孔径は格子構造の上面（２０４ａ）及び底面（２０４ｂ）に向かって減少する。
【0250】
２０，０００ｐｐｍの塩濃度を有する前処理後の海水原液を、透過液キャリア構成要素（２００）を含むポリアミドＴＦＣ ＲＯ工業用脱塩膜内に誘導した。この膜は、２３００のＲｅ数に到達するために０～１ｍ／ｓの間の流速で使用することができた。１ｍ／ｓの海水原液流速において、４５ｂａｒの圧力で、２３００を超えるＲｅ数が得られ、３Ｌ／（ｍ２ｈｒ）の透過液流束速度が得られた。構成要素（２００）の構造によって、充填密度が、１０００ｍ２／ｍ３の比較例よりも１５％だけ増加して１１５０ｍ２／ｍ３になった。
【0251】
バッキング層構成要素
比較例２：編まれた構造及び８６３μｍの厚さを有する原液スペーサーと；編まれた不規則な非格子構造及び４５７μｍの厚さを有する透過液キャリアを含む膜エンベロープと；膜であって：（ｉ）１５０ｎｍの厚さを有するポリアミドの界面重合によって製造された活性層と；（ｉｉ）８０μｍの厚さを有するＵＦＰＥＳでできた支持層と；（ｉｉｉ）１５０μｍの厚さを有する不織ポリエステルでできたバッキング層との３層を含む膜とで形成されたスパイラル巻き膜。このスパイラル巻き膜は９００ｍ２／ｍ３の充填密度を有した。３０～５０Ｌ／（ｍ２ｈｒ）の水収率を実現するために、２０００ｐｐｍのＭｇＳＯ４のかん水原液を用いて７ｂａｒの膜透過圧力が必要であった。
比較例２：編まれた構造及び８６３μｍの厚さを有する原液スペーサーと；編まれた不規則な非格子構造及び４５７μｍの厚さを有する透過液キャリアを含む膜エンベロープと；膜であって：（ｉ）１５０ｎｍの厚さを有するポリアミドの界面重合によって製造された活性層と；（ｉｉ）８０μｍの厚さを有するＵＦＰＥＳでできた支持層と；（ｉｉｉ）１５０μｍの厚さを有する不織ポリエステルでできたバッキング層との３層を含む膜とで形成されたスパイラル巻き膜。このスパイラル巻き膜は９００ｍ２／ｍ３の充填密度を有した。３０～５０Ｌ／（ｍ２ｈｒ）の水収率を実現するために、２０００ｐｐｍのＭｇＳＯ４のかん水原液を用いて７ｂａｒの膜透過圧力が必要であった。
【0252】
実施例２：図３を参照すると、編まれた構造及び８６３μｍの厚さを有する原液スペーサーと、編まれた不規則な非格子構造及び４５７μｍの厚さを有する透過液キャリアを含む膜エンベロープと、膜であって、（ｉ）１５０ｎｍの厚さを有するポリアミドの界面重合によって製造される活性層と；（ｉｉ）８０μｍの厚さを有するＵＦ ＰＥＳでできた支持層（１０４）と；（ｉｉｉ）９０μｍの厚さを有する本発明によるバッキング層構成要素（３００）との３層を含む膜とで形成されたスパイラル巻き膜。
【0253】
バッキング層（３００）は、単位セルサイズの孔径が格子構造のＺ面に沿って変化するように不均一である格子構造から形成される。単位セルの孔径は格子構造の底面から中央（３０２）で最大となり、単位セルの孔径は格子構造の上面（３０４）に向かって減少する。
【0254】
バッキング層構成要素（３００）を使用すると、１０００ｍ２／ｍ３の充填密度を有する比較例２よりも５％だけ充填密度が増加して１０５０ｍ２／ｍ３となった。２０００ｐｐｍのＭｇＳＯ４のかん水原液を用いて、５ｂａｒの膜透過圧力で、３０～５０Ｌ／（ｍ２ｈｒ）の水収率が得られた。
【0255】
複合透過液キャリア及びバッキング層構成要素
比較例３：６６０μｍの厚さを有する原液スペーサーと；不規則な非格子及び４５７μｍの厚さを有する透過液キャリアを含む膜エンベロープと；Ｔｏｒａｙ膜であって、（ｉ）２００ｎｍの厚さを有する架橋芳香族ポリアミドの活性分離層と；（ｉｉ）４５μｍの厚さを有するＰＥＳの支持層（１０４）と；（ｉｉｉ）１００μｍの厚さ及び不規則な非格子構造を有する不織ポリエステルでできたバッキング層（１０６）とを含むＴｏｒａｙ膜とを含むＴｏｒａｙの８インチの工業用スパイラル巻きユニット。この膜に対して、従来の編まれた原液スペーサーとともにスパイラル巻きが行われて、スパイラル巻きユニットが得られる。このスパイラル巻きユニットは約１０００ｍ２／ｍ３の充填密度を有する。
比較例３：６６０μｍの厚さを有する原液スペーサーと；不規則な非格子及び４５７μｍの厚さを有する透過液キャリアを含む膜エンベロープと；Ｔｏｒａｙ膜であって、（ｉ）２００ｎｍの厚さを有する架橋芳香族ポリアミドの活性分離層と；（ｉｉ）４５μｍの厚さを有するＰＥＳの支持層（１０４）と；（ｉｉｉ）１００μｍの厚さ及び不規則な非格子構造を有する不織ポリエステルでできたバッキング層（１０６）とを含むＴｏｒａｙ膜とを含むＴｏｒａｙの８インチの工業用スパイラル巻きユニット。この膜に対して、従来の編まれた原液スペーサーとともにスパイラル巻きが行われて、スパイラル巻きユニットが得られる。このスパイラル巻きユニットは約１０００ｍ２／ｍ３の充填密度を有する。
【0256】
実施例３：図４を参照すると、６６０μｍの厚さを有する原液スペーサーと；膜エンベロープであって、（ｉ）２００ｎｍの厚さを有する架橋芳香族ポリアミドの活性層と；（ｉｉ）４５μｍの厚さを有するＰＥＳの支持層と；（ｉｉｉ）１２０μｍの全体厚さ（４０６）を有する本発明による不均一な格子構造を有する複合透過液キャリア及びバッキング層構成要素（４００）とを含む膜を含む膜エンベロープとを含む、スパイラル巻きユニットが提供されている。この膜エンベロープに対して、従来の編まれた原液スペーサーとともにスパイラル巻きを行って、スパイラル巻きユニットが得られた。
【0257】
複合透過液キャリア及びバッキング層構成要素（４００）は、単位セルサイズの孔径が格子構造のＺ面に沿って変化するように不均一である格子構造から形成される。単位セルの孔径は、格子構造の上面から中央（４０２）で最大であり、単位セルの孔径は格子構造の底面（４０４）に向かって減少する。
【0258】
本発明による膜を含むスパイラル巻きユニットの充填密度は、１０００ｍ２／ｍ３の充填密度を有する比較例３と比較して５０％だけ増加して１５００ｍ２／ｍ３となった。２Ｌ／（ｍ２ｈｒ）の透過流束を得るために、海水原液を用いる場合、３９ｂａｒの膜透過圧力が必要であった。
【0259】
本明細書（あらゆる添付の請求項、要約書、及び図面を含む）に開示されるすべての特徴、及び／又はそのように開示されるいずれかの方法又はプロセスのすべてのステップは、そのような特徴及び／又はステップの少なくとも一部が互いに排他的となる組み合わせを除いたあらゆる組み合わせで組み合わせることができる。
【0260】
特に明記されなければ、本明細書（あらゆる添付の請求項、要約書、及び図面を含む）中に開示されるそれぞれの特徴は、同一、同等、又は同様の目的を果たす別の特徴によって置き換えることができる。したがって、特に明記されなければ、開示されるそれぞれの特徴は、包括的な一例の同等又は類似の特徴の単なる一例である。
【0261】
本発明は、以上の実施形態の詳細に限定されるものではない。本発明は、本明細書（あらゆる添付の請求項、要約書、及び図面を含む）に開示される特徴のあらゆる新規なもの若しくはあらゆる新規な組み合わせ、又はそのように開示されるいずれかの方法若しくはプロセスのステップのあらゆる新規なもの若しくはあらゆる新規な組み合わせに拡張される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【国際調査報告】