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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】膜装置
(51)【国際特許分類】
B01D 71/02 20060101AFI20240227BHJP
B01D 69/10 20060101ALI20240227BHJP
B01D 69/12 20060101ALI20240227BHJP
B01D 71/06 20060101ALI20240227BHJP
B01D 69/04 20060101ALI20240227BHJP
【ＦＩ】
B01D71/02
B01D69/10
B01D69/12
B01D71/06
B01D69/04
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023555475
(86)(22)【出願日】2022-03-10
(85)【翻訳文提出日】2023-11-06
(86)【国際出願番号】 GB2022050622
(87)【国際公開番号】W WO2022189793
(87)【国際公開日】2022-09-15
(31)【優先権主張番号】2103326.1
(32)【優先日】2021-03-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(81)【指定国・地域】
(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
4D006HA77
4D006JA03A
4D006JA03B
4D006MA02
4D006MA09
4D006MC03
4D006MC05
4D006MC07
(57)【要約】
多孔質セラミック部材を含む膜装置。この多孔質セラミック部材は、活性層を支持するために使用可能な第１の支持部分を含み、第２の支持部分をさらに含む。第２の支持部分は、第１の支持部分のＤ７５平均孔径よりも大きいＤ７５平均孔径を有する。第２の支持部分は、≧４０％の多孔度パーセント値を有する格子構造を含む。この多孔質セラミック部材は、≧１００ｋＰａ（１ｂａｒ）の原液印加圧力に耐えるように使用可能な引張強度を有する。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
多孔質セラミック部材を含む膜装置であって、前記多孔質セラミック部材が、活性層を支持するために使用可能な第１の支持部分を含み、第２の支持部分をさらに含み、前記第２の支持部分が、前記第１の支持部分のＤ７５平均孔径よりも大きいＤ７５平均孔径を有し、
前記第２の支持部分が、≧４０％の多孔度パーセント値を有する格子構造を含み、
前記多孔質セラミック部材は、≧１００ｋＰａ（１ｂａｒ）の原液印加圧力に耐えるように使用可能な引張強度を有する、膜装置。
【請求項2】
前記第１の支持部分の少なくとも一部にわたって延在する活性層をさらに含む、請求項１に記載の膜装置。
【請求項3】
前記格子が、少なくとも部分的にシェルを有することで、内部が中空の構造を形成する、請求項１又は２に記載の膜装置。
【請求項4】
前記格子構造が、ダイヤモンド構造、立方体構造、ホタル石構造、オクテット構造、ケルビンセル構造、アイソトラス構造、ヘックスプリズムダイヤモンド構造、切頂管構造、切頂八面体構造、ウィア＝フェラン構造、体心立方構造、及び／又は面心立方構造を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項5】
前記格子構造が、ジャイロイド構造、ｓｃｈｗａｒｚ Ｐ構造、ｓｃｈｗａｒｚ Ｄ構造、ｓｃｈｗａｒｚ ＣＬＰ構造、ｓｃｈｗａｒｚ Ｈ構造、ｓｐｌｉｔＰ構造、ｎｅｏｖｉｕｓ構造、及び／又はダブルジャイロイド構造を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項6】
前記第２の支持部分が、透過液収集場所に向かって実質的に層流が生成されるように使用可能である、請求項１～５のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項7】
前記第２の支持部分が乱流経路を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項8】
前記第２の支持部分が不均一格子構造を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項9】
前記第２の支持部分がマクロポーラスである、請求項１～８のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項10】
前記第２の支持部分の前記Ｄ７５平均孔径が、≧０．１ｍｍ、例えば≧０．２ｍｍ、例えば≧０．３ｍｍ、例えば≧０．４ｍｍである、請求項１～９のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項11】
前記第２の支持部分の前記Ｄ７５平均孔径が、≦５ｍｍ、例えば≦４ｍｍ、例えば≦３ｍｍ、例えば≦１ｍｍである、請求項１～１０のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項12】
前記第１の支持部分の細孔のＤ７５平均サイズが、１～２０μｍ、例えば２～１５μｍ、又は３～１０μｍである、請求項１～１１のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項13】
前記第１の支持部分が、≧１０μｍ、例えば≧２０μｍ又は≧３００μｍ、例えば≧４０μｍ又は≧５０μｍの平均厚さを有する、請求項１～１２のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項14】
前記第１の支持部分が、≦１０００μｍ、例えば≦８００μｍ又は≦６００μｍの平均厚さを有する、請求項１～１３のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項15】
前記第１の支持部分が、≦２００μｍ、例えば≦１５０μｍの厚さを有する、請求項１～１４のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項16】
前記第１の支持部分及び前記第２の支持部分が一体的に形成される、請求項１～１５のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項17】
前記多孔質セラミック部材が、ある表面粗さを有し、適切には０～１μｍのＲｚを有する、請求項１～１６のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項18】
前記膜装置が、前記多孔質セラミック部材によって少なくとも部分的に間隔をあけられた少なくとも２つの原液流動チャネルを含む、請求項１～１７のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項19】
少なくとも２つの流動チャネルのそれぞれが、少なくとも部分的に前記第１の支持部分に形成されるチャネル壁を含み、これは、その上に少なくとも部分的に配置された活性層を任意選択的に含むことができる、請求項１～１８のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項20】
前記少なくとも２つの間隔をあけられた原液流動チャネルは、２つの隣接する流動チャネルの間の最も狭い場所から測定して≦４ｍｍ、例えば≦３ｍｍ、又は≦２ｍｍだけ間隔をあけられる、請求項１８又は１９に記載の膜装置。
【請求項21】
前記膜装置中の隣接する流動チャネルの前記最も狭い場所の間の平均距離が、２つの隣接する流動チャネルの間の前記最も狭い場所から測定して≦４ｍｍ、例えば≦３ｍｍ、又は≦２ｍｍである、請求項１８～２０のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項22】
前記多孔質セラミック部材、前記第１の支持部分、及び／又は前記第２の支持部分が、アルミナ、チタニア、ジルコニア、炭化ケイ素、ハイドロキシアパタイト、シリケート、ゼオライト、金属酸化物、又はそれらの組み合わせを含む、請求項１～２１のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項23】
前記第１の支持部分及び前記第２の部分が、同じセラミック材料を含む、請求項１～２２のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項24】
前記第１の支持部分及び前記第２の部分が、異なるセラミック材料を含む、請求項１～２３のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項25】
前記多孔質セラミック部材、前記第１の支持部分、及び／又は前記第２の支持部分が、添加剤、例えば、細孔形成剤（ＰＦＡ）、例えば、小麦粒子、デンプン、ＰＭＭＡ、ケシの実、及びおがくず、官能化剤、ナノ材料、金属有機構造体、及び／又は二次元材料、例えば遷移金属ジカルコゲニド及び／又は酸化グラフェンを含む組成物から形成される、請求項１～２４のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項26】
第１の支持部分が、５～５０％の多孔度パーセント値、例えば１０～４０％、例えば１５～３５％の多孔度を有する、請求項１～２５のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項27】
第２の支持部分が、４０～８０％、好ましくは６０～８０％の多孔度パーセント値を有する、請求項１～２６のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項28】
第２の支持部分が、≧４５％の多孔度パーセント値、例えば≧５０％、例えば≧５５％、例えば≧６０％の多孔度を有する、請求項１～２７のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項29】
前記多孔質セラミック部材が、≧０．５ＭＰａ、例えば≧１ＭＰａ、又は≧２ＭＰａ、任意選択的に２ＭＰａ～２００ＧＰａの範囲内の原液印加圧力に耐えるように使用可能な引張強度を有する、請求項１～２８のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項30】
前記装置が、≧２００ｍ２／ｍ３、例えば≧３５０ｍ２／ｍ３、例えば≧５００ｍ２／ｍ３の膜充填密度、例えば活性層充填密度を有する、請求項１～２９のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項31】
前記活性層が、少なくとも２層の二次元材料を含む層状構造を含む、請求項１～３０のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項32】
前記活性層が、遷移金属ジカルコゲニド（ＴＭＤ）及び／又はグラフェン又はその誘導体を含む、請求項１～３１のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項33】
前記活性層が金属有機構造体（ＭＯＦ）を含む、請求項１～３２のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項34】
前記膜装置が、汚染物質からの水の処理及び分離に使用される、請求項１～３３のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項35】
前記多孔質セラミック部材が付加製造によって得られる、請求項１～３４のいずれか一項に記載の膜装置。
【請求項36】
請求項１～３５のいずれか一項に記載の多孔質セラミック部材を含む水処理膜装置。
【請求項37】
膜装置が請求項１～３６のいずれか一項に記載されるような膜装置の製造方法であって：ａ．前記多孔質セラミック部材の付加製造によって、前記第２の支持部分の前記格子構造を生成し、前記第１の支持部分を形成することと；
ｂ．任意選択的に、前記第１の支持部分からバインダーを除去して、前記第１の支持部分の中に細孔を形成することと；
ｃ．任意選択的に、適切には前記第１の支持部分の上に活性層組成物を塗布することによって、前記第１の支持部分の少なくとも一部に活性層を塗布することと、
を含む、方法。
【請求項38】
前記第１及び／又は第２の支持部分が、バインダージェット印刷、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、インクジェット印刷、ダイレクトインクライティング、３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を用いて製造される、請求項３７に記載の方法。
【請求項39】
前記第１及び第２の支持部分が、付加製造によって一体的に形成される、請求項３５～３８のいずれか一項に記載の装置又は方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は膜装置に関する。特に、水精製のための付加製造によって得られるセラミック膜装置に関する。
【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。しかし、持続可能な水処理及び現代の水処理産業のために、高いふるい分け選択性、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依然として望ましい。
【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廃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】
典型的には、分離膜は、特徴的孔径又は意図される用途により分類される。０．１μｍ～１００μｍの範囲内の孔径を有する精密濾過膜（ＭＦ）は、細菌、シスト、酵母細胞、懸濁粒子、顔料、及びアスベストの除去に使用することができる。０．０１μｍ～０．１μｍの範囲内の孔径を有する限外濾過膜（ＵＦ）は、タンパク質、コロイド粒子、及びウイルスの除去に使用することができる。０．００１～０．０１μｍの範囲内の孔径を有するナノ濾過膜（ＮＦ）は、多価イオン、溶解化合物、中間のサイズの有機分子、小さいタンパク質、小さいコロイド粒子の選択に使用することができる。０．００１μｍ未満の孔径を有する逆浸透膜（ＲＯ）は、イオン及び小さい有機分子の除去に使用することができる。
【0005】
現在、市販の分離膜は、広範囲の用途で十分に機能するが、より少ない資本コスト及び運転コストで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、改善され調整可能なファウリング抵抗性、サイズ排除、より高い選択性、より少ないエネルギー入力におけるより高い生産性、より長い寿命、改善された耐薬品性及び機械的抵抗性、並びにより少ない製造欠陥などの性質を有するより進歩した膜が要求される。したがって、上記の要求を満たす性質を有する新規な材料、膜システム、及び処理技術が望まれる。
【0006】
ナノポーラス材料は、水分離膜における用途を有することができるが、このような材料を使用すると、拡張性、機械的強度、化学的堅牢性、寿命、液体媒体中への溶解、並びに材料の高コスト、及びそれらの混入に必要な引き続く製造プロセスの高コストに関連する問題が生じる。したがって、特に水処理用途のための、改善された分離用膜が必要とされる。
【0007】
ある用途に使用するために十分な機械的性質を有するために、膜は通常、特定の厚さの材料から製造される。しかし、より薄い膜は、製造に使用される材料が少なく、流束を改善することができる。したがって、良好な分離が得られる膜を生産するために、これらの性質の間のバランスが必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
したがって、本発明の態様の目的は、前述又はその他の問題の１つ以上に対処することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の第１の態様によると、多孔質セラミック部材を含む膜装置であって、多孔質セラミック部材が、活性層を支持するために使用可能な第１の支持部分を含み、第２の支持部分をさらに含み、第２の支持部分が、第１の支持部分のＤ７５平均孔径よりも大きいＤ７５平均孔径を有し、第２の支持部分が、≧４０％の多孔度パーセント値を有する格子構造を含み、多孔質セラミック部材が、≧１００ｋＰａ（１ｂａｒ）の原液印加圧力に耐えるように使用可能な引張強度を有する、膜装置が提供される。
【0010】
本発明の第２の態様によると、多孔質セラミック部材を含む膜装置であって、多孔質セラミック部材が付加製造によって得られ、多孔質セラミック部材が、活性層を支持するために使用可能な第１の支持部分を含み、第２の支持部分をさらに含み、第２の支持部分が、第１の支持部分Ｄ７５平均孔径よりも大きいＤ７５平均孔径を有し、第２の支持部分が、≧４０％の多孔度パーセント値を有する格子構造を含み、多孔質セラミック部材が、≧１００ｋＰａ（１ｂａｒ）の原液印加圧力に耐えるように使用可能な引張強度を有する、膜装置が提供される。
【0011】
本発明の第３の態様によると、多孔質セラミック部材を含む水処理膜装置であって、多孔質セラミック部材が、活性層を支持するために使用可能な第１の支持部分を含み、第２の支持部分をさらに含み、第２の支持部分が、第１の支持部分Ｄ７５平均孔径よりも大きいＤ７５平均孔径を有し、第２の支持部分が、≧４０％の多孔度パーセント値を有する格子構造を含み、多孔質セラミック部材が、≧１００ｋＰａ（１ｂａｒ）の原液印加圧力に耐えるように使用可能な引張強度を有する、水処理膜装置が提供される。
【0012】
本発明の第４の態様によると、多孔質セラミック部材を含む膜装置の製造方法であって、多孔質セラミック部材が、活性層を支持するために使用可能な第１の支持部分を含み、第２の支持部分をさらに含み、第２の支持部分が、第１の支持部分のＤ７５平均孔径よりも大きいＤ７５平均孔径を有し、第２の支持部分が、≧４０％の多孔度パーセント値を有する格子構造を含み、多孔質セラミック部材が、≧１００ｋＰａ（１ｂａｒ）の原液印加圧力に耐えるように使用可能な引張強度を有し：
ａ．多孔質セラミック部材の付加製造によって、第２の支持部分の格子構造を生成し、第１の支持部分を形成するステップと；
ｂ．任意選択的に、第１の支持部分からバインダーを除去して、第１の支持部分の中に細孔を形成するステップと；
ｃ．任意選択的に、適切には第１の支持部分の上に活性層組成物を塗布することによって、第１の支持部分の少なくとも一部に活性層を塗布するステップと、
を含む方法が提供される。
ａ．多孔質セラミック部材の付加製造によって、第２の支持部分の格子構造を生成し、第１の支持部分を形成するステップと；
ｂ．任意選択的に、第１の支持部分からバインダーを除去して、第１の支持部分の中に細孔を形成するステップと；
ｃ．任意選択的に、適切には第１の支持部分の上に活性層組成物を塗布することによって、第１の支持部分の少なくとも一部に活性層を塗布するステップと、
を含む方法が提供される。
【0013】
有利には、本発明の膜装置によって、より薄い多孔質セラミック部材が得られ、これによって、製造プロセス中に膜／活性層を機械的に提供し及び／又は支持することができ、最終フィルター用途において、所望の流体力学的性質が得られながら、より高い充填密度が可能となる。本発明により得られる結果によって、最終フィルター用途における流体の流れを制限しないように高い多孔度を維持することができる。
【0014】
膜装置は、多孔質セラミック部材上に支持される活性層をさらに含むことができ、特に、活性層は第１の支持部分の少なくとも一部にわたって延在する。活性層の塗布によって、濾過の選択性を高めることができる。
【0015】
本発明において、膜壁は、付加製造された多孔質セラミック格子構造のためにより薄くなることができ、これによって膜構造の充填密度を増加させることができ、膜内により多くの活性表面積を形成することができる。より薄い膜壁によって、デッドエンド細孔もより少なくなり、蛇行する経路も少なくなり、膜を横断する流束も増加する。
【0016】
第１の支持部分は、≧１０μｍ、例えば≧２０μｍ、≧３０μｍ、≧４０μｍ、例えば≧５０μｍの平均厚さを有することができる。
【0017】
第１の支持部分は、≦１０００μｍ、例えば≦８００μｍ、≦６００μｍ、≦４００μｍ、例えば≦２００μｍの平均厚さを有することができる。
【0018】
第１の支持部分は、１０μｍ～１０００μｍの間、例えば２０～８００μｍ、又は３０～６００μｍ、例えば４０～４００μｍ、又は５０～２００μｍ、例えば５０～１５０μｍ、又は５０～１００μｍの平均厚さを有することができる。本明細書において言及される第１の支持部分は、原液入口側と透過液出口側との間のセラミック表面を意味することができる。
【0019】
第２の支持部分は、透過液収集場所に向かって実質的に層流が生成されるように使用可能となりうる。
【0020】
第２の支持部分は乱流経路を含むことができる。有利には、これによって流体内容物のより十分な均質化が可能となる。
【0021】
本発明の膜装置は、原液流動チャネル、適切には複数の原液流動チャネル、例えば複数の実質的に直線状、任意選択的に実質的に平行の原液流動チャネルを含むことができる。原液流動チャネルは実質的に円筒形であり得る。
【0022】
原液流動チャネルの平均幅／直径は、≧０．１ｍｍ、例えば≧０．３ｍｍ、又は≧０．５ｍｍであり得る。この状況での「幅」は、チャネルの最大横寸法を意味することが意図される。原液流動チャネルの平均幅／直径は、≦１０ｍｍ、例えば≦７ｍｍ、又は≦５ｍｍであり得る。原液流動チャネルの平均幅／直径は、０．１～１０ｍｍ、例えば０．３～７ｍｍ、又は０．５～５ｍｍであり得る。
【0023】
膜装置は、少なくとも２つの原液流動チャネルであって、それらの長さの少なくとも一部に沿って、第１及び第２の支持部分によって間隔をあけられる、例えば２つの第１の支持部分と２つの第１の支持部分の間に配置される第２の支持部分とによって間隔をあけられる、少なくとも２つの原液流動チャネルを含むことができる。
【0024】
少なくとも２つの、間隔をあけられた原液流動チャネルは、２つの隣接する流動チャネルの間の最も狭い場所から測定して≦４ｍｍ、例えば≦３ｍｍ、又は≦２ｍｍだけ間隔をあけることができる。
【0025】
少なくとも２つの、間隔をあけられた原液流動チャネルは、２つの隣接する流動チャネルの間の最も狭い場所から測定して≧０．０３ｍｍ、例えば≧０．０６ｍｍ、又は≧０．０９ｍｍだけ間隔をあけることができる。
【0026】
少なくとも２つの、間隔をあけられた原液流動チャネルは、２つの隣接する流動チャネルの間の最も狭い場所から測定して０．０３ｍｍ～４ｍｍ、例えば０．０６ｍｍ～３ｍｍ、又は０．９ｍｍ～２ｍｍだけ間隔をあけることができる。
【0027】
膜装置中の隣接する流動チャネルの最も狭い場所の間の平均距離は、２つの隣接する流動チャネルの間の最も狭い場所から測定して≦４ｍｍ、例えば≦３ｍｍ、又は≦２ｍｍであり得る。
【0028】
膜装置中の隣接する流動チャネルの最も狭い場所の間の平均距離は、２つの隣接する流動チャネルの間の最も狭い場所から測定して≧０．０３ｍｍ、例えば≧０．０６ｍｍ、又は≧０．９ｍｍであり得る。
【0029】
膜装置中の隣接する流動チャネルの最も狭い場所の間の平均距離は、２つの隣接する流動チャネルの間の最も狭い場所から測定して０．０３ｍｍ～４ｍｍ、例えば０．０６ｍｍ～３ｍｍ、又は０．０９ｍｍ～２ｍｍであり得る。
【0030】
膜装置は、あるチャネルピッチを含むことができ、≦１４ｍｍ、例えば≦１０ｍｍ、又は≦７ｍｍのそのような平均ピッチを含むことができる。
【0031】
膜装置は、あるチャネルピッチを含むことができ、≧０．１３ｍｍ、例えば≧０．３６ｍｍ、又は≧０．５９ｍｍのそのような平均ピッチを含むことができる。
【0032】
膜装置は、あるチャネルピッチを含むことができ、０．１３ｍｍ～１４ｍｍ、例えば０．３６ｍｍ～１０ｍｍ、又は０．５９～７ｍｍのそのような平均ピッチを含むことができる。
【0033】
本明細書において使用される場合、「チャネルピッチ」は、原液流動チャネルの中心点から測定した２つに隣接する原液流動チャネルの間の距離を意味する。
【0034】
膜装置は、≧２００ｍ２／ｍ３、例えば≧３５０ｍ２／ｍ３、例えば≧５００ｍ２／ｍ３の膜充填密度、例えば活性層充填密度を有することができる。
【0035】
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】
【0036】
例えば、膜装置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】
【0037】
膜装置は、≧３の原液流動チャネル、例えば≧５又は≧１０の原液流動チャネルを含むことができる。原液流動チャネルは、原液が別の原液流動チャネルに流入することができるように相互接続される場合があり、又は原液が別の原液流動チャネルに流入するように操作できないように別個のものである場合もある。
【0038】
原液流動チャネルは、多孔質セラミック部材内に延在することができ、適切には、多孔質セラミック部材／膜装置の一方の側から、部材／装置の実質的に反対側までなど、多孔質セラミック部材を通過して延在することができる。流動チャネルは、円筒形のチャネルであり得る。
【0039】
流動チャネルは、第１及び第２の支持部分と一体的に形成することができる。流動チャネルは、少なくとも部分的に第１の支持部分に形成されるチャネル壁を含むことができ、これは任意選択的に、チャネルの内面の上に少なくとも部分的に配置された活性層を含むことができる。原液流動チャネル壁は、実質的に第１の支持部材によって形成することができ、任意選択的に、少なくとも部分的にその上に配置された活性層を有することができる。チャネルを通過して流れる原液は、任意選択の活性層及び第１の支持部分を通過して流れるように操作可能であり、それによって濾過されて、第２の支持部分を通過する透過液流を形成し、次に多孔質セラミック部材を出て透過液収集場所まで流れることができる。第２の支持部分はシェルを有することができ、それによって多孔質セラミック部材から透過液収集場所までの二次透過液流動経路を形成することができる。
【0040】
本明細書に言及される場合、「格子構造」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、これらのセルは、流体が隣接するセルまで流れることができるように相互接続される。三重周期表面（ｔｒｉｐｌｙ ｐｅｒｉｏｄ ｓｕｒｆａｃｅ）は、「格子」という用語の一部に含まれる。
【0041】
格子構造は、≧０．０１ｍｍ、例えば≧０．１ｍｍ、又は≧０．２５ｍｍの単位セルサイズを有する単位セルを含むことができる。
【0042】
格子構造は、≦１０ｍｍ、例えば≦７ｍｍ、又は≦５ｍｍの単位セルサイズを有する単位セルを含むことができる。
【0043】
格子構造は、ダイヤモンド構造、立方体構造、ホタル石構造、オクテット構造、ケルビンセル構造、アイソトラス構造、ヘックスプリズムダイヤモンド構造、切頂管構造、切頂八面体構造、ウィア＝フェラン（Ｗｅａｉｒｅ－Ｐｈｅｌａｎ）構造、体心立方構造、及び／又は面心立方構造を有する単位セルを含むことができる。任意選択的に、格子構造は、ジャイロイド構造、ｓｃｈｗａｒｚ Ｐ構造、ｓｃｈｗａｒｚ Ｄ構造、ｓｃｈｗａｒｚ ＣＬＰ構造、ｓｃｈｗａｒｚ Ｈ構造、ｓｐｌｉｔＰ構造、ｎｅｏｖｉｕｓ構造、又はダブルジャイロイド構造から選択されるＴＰＭＳ構造を有する単位セルを含むことができる。
【0044】
第２の支持部分は不均一格子構造を含むことができる。不均一格子は、全体的な格子構造において１つ以上の種類の単位セルが別の種類の単位セルとは異なる格子構造を意味する。
【0045】
格子の不均一性は、１つ以上の異なる構造上の特徴により生じうる。例えば、格子の支柱の太さの差；格子単位セルの空間の差；及び／又は格子単位セルの形状の差。
【0046】
不均一格子は、勾配を有する、適切にはバイアス長さが変化する直線勾配を有するジャイロイド構造；壁の厚さが変化する（直線）勾配を有するジャイロイド構造；及び／又は支柱の太さが変化する（直線）勾配を有するダイヤモンド格子構造を含むことができる。
【0047】
多孔質セラミック部材は、≧０．５ＭＰａ、例えば≧１ＭＰａ又は≧２ＭＰａ、任意選択的に２ＭＰａ～２００ＧＰａの範囲内の原液印加圧力に耐えるように使用可能な引張強度を有することができる。
【0048】
本明細書において使用される場合、「原液印加圧力に耐えるように使用可能」は、多孔質セラミック部材の構造を実質的に損傷することなく特定の圧力において膜装置中で必要な機能を実質的に果たすように多孔質セラミック部材が使用できることを意味する。本明細書において使用される場合、引張強度は３点曲げ試験を用いて測定した。
【0049】
不均一格子は、異なる格子セル形状を含むことができる。
【0050】
第２の支持部分が不均一格子構造を含む場合、第２の支持部分の平均厚さは１０～２０００μｍの間であり得る。
【0051】
有利には、不均一格子は、強度が必要な領域でのみ厚くすることができ、これによって使用される材料の量を減少させることができる。厚さは、多孔度にも直接影響を与え、より低い多孔度を有するより厚い領域と、より高い多孔度を有するより薄い領域とを有する。より高い多孔度は、液体が通過できる領域が広く、流束が増加することを意味するので、必要な場合に単に厚くなった領域を有することは、多孔質セラミック部材全体でより高い多孔度であることを意味する。
【0052】
格子単位セルは、シェルを有することで、内部が中空の構造を形成することができる。内部構造の少なくとも一部は、別のシェルを有する単位セルとともに一連の相互接続された空隙を形成することができる。この内部の一連の相互接続された空隙は、透過液が通過するためのさらなる導管を得るために使用することができる。有利には、相互接続された空隙によって、支持部分の全体の多孔度が増加しながら、必要な強度は維持される。相互接続された空隙によって、第２の支持部分の多孔度を約５～１５％だけ増加させることができ、例えば多孔度を１０％増加させることができる。適切には、第２の支持部分は、≧４５％、例えば≧５０％、又は≧５５％の多孔度パーセント値を有することができる。内部の相互接続された空隙によって、さらに、膜装置の製造に使用される材料が減少し、重量及びコストが減少する。
【0053】
多孔質セラミック部材、第１の支持部分、及び／又は第２の支持部分は、アルミナ、チタニア、ジルコニア、炭化ケイ素、ハイドロキシアパタイト、シリケート、ゼオライト、金属酸化物、又はそれらの組み合わせを含むことができるセラミック材料を含む組成物から形成することができる。セラミック材料は、アルミナ、チタニア、ジルコニア、炭化ケイ素、ハイドロキシアパタイト、シリケート、ゼオライト、金属酸化物、又はそれらの組み合わせを含むことができる。第１及び第２の支持部分は、同じ又は異なるセラミック材料を含む。
【0054】
組成物は、さらなる添加剤を含むことができる。例えば、組成物は、細孔形成剤（ＰＦＡ）、例えば、小麦粒子、デンプン、ＰＭＭＡ、ケシの実、及びおがくず、官能化剤、ナノ材料、金属有機構造体、及び／又は二次元材料、例えば遷移金属ジカルコゲニド及び／又は酸化グラフェンを含むことができる。
【0055】
第２の支持部分は、あらゆる適切なＤ７５平均孔径を有することができる。好ましくは、第２の支持部分はマクロポーラスであり得る。第２の支持部分のＤ７５平均孔径は、≧０．１ｍｍ、例えば≧０．２ｍｍ、例えば≧０．３ｍｍ、例えば≧０．４ｍｍであり得る。第２の支持部分のＤ７５平均孔径は、≦５ｍｍ、例えば≦４ｍｍ、例えば≦３ｍｍ、例えば≦２ｍｍ、例えば≦１ｍｍであり得る。第２の支持部分のＤ７５平均孔径は、約０．１～５ｍｍ、例えば約０．２～４ｍｍ、例えば約０．３～３ｍｍ、例えば約０．４～１ｍｍであり得る。
【0056】
第１の支持部分は、あらゆる適切なＤ７５平均孔径を有することができる。第１の支持部分のＤ７５平均孔径は、使用されるセラミック組成物の成分、及びセラミック組成物の焼結プロセスによって決定される場合がある。第１の支持部分のＤ７５平均孔径は、用途に応じて０．０５～２０μｍであり得る。例えば、第１の支持部分Ｄ７５平均孔径は、用途が粒子濾過、精密濾過、ナノ濾過、及び逆浸透濾過に関連するかどうかにより変化させることができる。第１の支持部分は、典型的には微孔質であり得る。典型的には、第１の支持部分のＤ７５平均孔径は、≧１μｍ、例えば≧２μｍ、例えば≧３μｍ、例えば≧５μｍであり得る。第１の支持部分のＤ７５平均孔径は、≦２０μｍ、例えば≦１５μｍ、例えば≦１０μｍであり得る。第１の支持部分のＤ７５平均孔径は、約１～２０μｍ、例えば約２～１５μｍ、又は約３～１０μｍであり得る。
【0057】
Ｄ７５平均孔径は、水銀圧入ポロシメトリーなどの当業者に周知の方法により測定することができる。
【0058】
第１の支持部分は、≧５％の多孔度パーセント値、例えば≧１０％、例えば≧１５％の多孔度を有することができる。第１の支持部分は、≦５０％の多孔度パーセント値、例えば≦４０％、典型的には、≦３５％の多孔度を有することができる。第１の支持部分は、約５～５０％の間の多孔度パーセント値、例えば１０～４０％、例えば１５～３５％の多孔度を有することができる。
【0059】
第２の支持部分は、≧４５％、例えば≧５０％、例えば≧５５％、例えば≧６０％の多孔度パーセント値を有することができる。第２の支持部分は、≦８０％、例えば≦７５％、例えば≦７０％の多孔度パーセント値を有することができる。第２の支持部分は、約４０～８０％の間の多孔度パーセント値、好ましくは、約６０～８０％、例えば７０％の多孔度を有することができる
【0060】
多孔度は、構造の固体体積を、構造によって寸法的に占められる全体積で割ることによる構造の空隙空間の測定値であり、パーセント値で表される。
ここでＶｓは固体の体積であり、ＶＴは全体積である。
【数3】
【0061】
第１及び第２の支持部分は、連続構造を形成するように一体的に形成することができる。適切には、第１及び第２の支持部分は、付加製造によって一体的に形成される。
【0062】
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、この二次元材料は、遷移金属ジカルコゲニド（ＴＭＤ）及び／又はグラフェン又はその誘導体を含む。
【0063】
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。
【0064】
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得る。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。
【0065】
遷移金属ジカルコゲニドは、１ｎｍ～５０００ｎｍ、例えば５０～７５０ｎｍ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５０～７５０ｎｍ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。
【0066】
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4】
【0067】
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よく、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。
【0068】
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０．４～５００ｎｍ、又は０．４～２５０ｎｍ、例えば０．４～２００ｎｍ、又は０．４～１５０ｎｍ、又は０．４～１００ｎｍ、又は０．４～５０ｎｍ、又は０．４～２５ｎｍ、又は０．４～１０ｎｍ、又は０．４～８ｎｍ、例えば０．４～７ｎｍ、０．４５～６ｎｍ、０．５０～５ｎｍ、又は０．５５～４ｎｍ、又は０．６～３ｎｍ、例えば０．６～２．５ｎｍ、０．６～１ｎｍ、０．６～２ｎｍ、又は０．６～１．５ｎｍである。
【0069】
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。
【0070】
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。０．５～１０００ｎｍ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。
【0071】
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。
【0072】
活性層組成物を膜装置に塗布する方法は、遷移金属ジカルコゲニドを含むコーティング組成物を第１の支持部分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第１の支持部分上に接触させることを含むことができる。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
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。
【0081】
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。
【0082】
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。
【0083】
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産することができる。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産することができる。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産することができる。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産することができる。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産することができる。
【0084】
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。
【0085】
活性層組成物を膜装置に塗布する方法は、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。
【0086】
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。
【0087】
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。
【0088】
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。
【0089】
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。
【0090】
活性層は金属有機構造体を含むことができる。
【0091】
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。
【0092】
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。第１の支持部分の存在下で合成されたＭＯＦは連続相の形態であり得る。第１の支持部分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。
【0093】
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。
【0094】
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。
【0095】
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。
【0096】
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。
【0097】
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。
【0098】
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。
【0099】
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。
【0100】
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。
【0101】
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。
【0102】
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。
【0103】
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。
【0104】
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。
【0105】
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。
【0106】
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。
【0107】
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。
【0108】
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。
【0109】
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。
【0110】
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。
【0111】
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。
【0112】
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１００～９，０００ｍ２／ｇ、好ましくは１００～８，０００ｍ２／ｇ、又は５００～８，０００ｍ２／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、０．１～９５０ｎｍ、０．２～９００ｎｍ、０．２～８５０ｎｍ、好ましくは０．２～８００ｎｍ、０．３～７００ｎｍ、好ましくは０．４～６５０ｎｍ、０．４～５５０ｎｍ、０．５～５００ｎｍ、０．５～４５０ｎｍ、０．２ｎｍ～１００ｎｍ、例えば０．２ｎｍ～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。
【0113】
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。
【0114】
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。
【0115】
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。
【0116】
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。
【0117】
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。
【0118】
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。
【0119】
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。
【0120】
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。
【0121】
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。
【0122】
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。
【0123】
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。
【0124】
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。
【0125】
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。
【0126】
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。
【0127】
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。
【0128】
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。
【0129】
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。
【0130】
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。
【0131】
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。
【0132】
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０．２～９０ｎｍ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。
【0133】
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。
【0134】
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、活性層と第１の支持部分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。
【0135】
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。
【0136】
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。
【0137】
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。
【0138】
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２～７５００ｎｍ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。
【0139】
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5】
【0140】
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。
【0141】
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。０．１～１０００ｎｍ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。０．１～８５０ｎｍ、０．５～５００ｎｍ、又は０．５～１００ｎｍ、０．７５～７５ｎｍ、好ましくは、０．７５～５０ｎｍ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。
【0142】
活性層コーティング組成物を膜装置に塗布する方法は、ＭＯＦを含むコーティング組成物を第１の支持部分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第１の支持部分上に接触させることを含むことができる。
【0143】
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。
【0144】
活性層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、非溶媒を含み得、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。
【0145】
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。
【0146】
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。
【0147】
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。
【0148】
活性層は、２ｎｍ～１０００ｎｍ、例えば３～８００ｎｍ、又は４～６００ｎｍ、例えば５～４００ｎｍ、又は５～２００ｎｍ、好ましくは５～１５０ｎｍ、又は５～１００ｎｍの厚さを有することができる。
【0149】
膜装置は、第１の支持部分の活性層の２つ以上の離れた部分を含むことができる。
【0150】
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０．５～１０００ｎｍ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。
【0151】
活性層中のナノチャネルは、１～７５０ｎｍ、例えば１～５００ｎｍ、又は１～２５０ｎｍ、例えば１～１５０ｎｍ、又は１～１００ｎｍ、例えば１～５０ｎｍ、又は１～２５ｎｍ、例えば１～１０ｎｍ、又は好ましくは１～５ｎｍの直径を有することができる。
【0152】
膜装置は、汚染物質からの水の処理及び分離に使用することができる。
【0153】
膜装置は、高温操作及び／又は過酷なｐＨ環境を必要とする化学的分離、タンパク質の分離、生成した水の処理、又は工業廃水処理に使用することができる。
【0154】
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。
【0155】
本発明の膜装置は：
ａ．多孔質セラミック部材の付加製造によって、第２の支持部分の格子構造を生成し、第１の支持部分を形成することと；
ｂ．任意選択的に、第１の支持部分からバインダーを除去して、第１の支持部分の中に細孔を形成することと；
ｃ．任意選択的に、適切には第１の支持部分の上に活性層組成物を塗布することによって、第１の支持部分の少なくとも一部に活性層を塗布することと、
によって製造することができる。
ａ．多孔質セラミック部材の付加製造によって、第２の支持部分の格子構造を生成し、第１の支持部分を形成することと；
ｂ．任意選択的に、第１の支持部分からバインダーを除去して、第１の支持部分の中に細孔を形成することと；
ｃ．任意選択的に、適切には第１の支持部分の上に活性層組成物を塗布することによって、第１の支持部分の少なくとも一部に活性層を塗布することと、
によって製造することができる。
【0156】
ステップ（ａ）では、第１の支持部分のマクロ構造を形成することができるが、第１の支持部分の細孔構造はステップ（ｂ）で形成することができる。このようなプロセスでは、ステップ（ａ）は、グリーン部分の形成であると見なすことができる。ステップ（ｂ）は、脱バインダー及び／又は焼結のステップであると見なすことができる。
【0157】
有利には、第１及び／又は第２の支持部分は、付加製造プロセスを用いて生成することができ、適切には印刷することができ、好ましくは、第１及び第２の支持部分は、一体的な支持構造が形成されるように付加製造される。付加製造技術は、あらゆる適切なセラミック３Ｄ印刷技術であり得る。例えば、第１及び／又は第２の支持部分は、バインダージェット印刷、ステレオリソグラフィ、デジタルライトプロセッシング（デジタルライトプロセッシング）、二光子重合、インクジェット印刷、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。
【0158】
多孔質セラミック部材の付加製造によって、製造及び濾過の間に活性層を支持するために必要な機械的強度を有し、同時に、最終フィルター用途中に流体の流れを改善するために高い多孔度及び増加した充填密度とのバランスも取れた膜装置が得られる。
【0159】
本発明の膜装置では、水が活性層を通過するように押し出すために圧力が使用され、これによって汚染物質が分離され水原液中に残り、汚染されていない水は透過液側まで通過し、ここで多孔質セラミック部材から押し出されて、膜装置の出口に向かう。
【0160】
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「膜」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。
【0161】
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。
【0162】
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。
【0163】
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。
【0164】
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。
【0165】
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。
【0166】
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。
【0167】
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。
【0168】
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。
【0169】
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。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。例えば、本明細書において「１つの」多孔質セラミック部材、「１つの」支持部材、「１つの」フィルター部材などに言及されるが、これら及びその他のあらゆる構成要素のそれぞれの１つ以上を使用することが可能である。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。
【0170】
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。
【0171】
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。
【0172】
本発明のより十分な理解のため、及び本発明の実施形態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が参照される。
【0173】
これより、単なる例として、添付の図面を参照しながら本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0174】
【図1】比較例１のセラミック膜装置を形成するための押出プロセスを示している。
【図2】比較例１の膜装置を示している。
【図3】実施例１の膜装置を示している。
【図4】実施例２の膜装置を示している。
【図5】１つの軸に沿って不均一ジャイロイド格子構造を有する実施例３の膜装置を示しており、比較用の均一ジャイロイドの例も示している。
【実施例】
【0175】
比較例１
図１中に示されるように、アルミナ１００と、細孔形成剤１０２と、バインダーとの混合物を用いて押出プロセスを行うことによってチャネルを有するセラミック膜装置を製造するための従来技術の方法によって、比較例１が形成される。混合物は押出機に入り、加圧下で一定の形状を有する膜装置に押し出される。この膜装置は、ある長さで切断され、焼結される。
図１中に示されるように、アルミナ１００と、細孔形成剤１０２と、バインダーとの混合物を用いて押出プロセスを行うことによってチャネルを有するセラミック膜装置を製造するための従来技術の方法によって、比較例１が形成される。混合物は押出機に入り、加圧下で一定の形状を有する膜装置に押し出される。この膜装置は、ある長さで切断され、焼結される。
【0176】
図２中に示されるように、製造された比較用膜装置１０４は、全体的に円筒形であり、膜装置の支持体１０８を長手方向に通過して延在する複数の間隔をあけた円筒形で直線的で平行の原液流動チャネル１０６を有する。これらのチャネルは、支持体１０８によってそれらの長さに沿って取り囲まれ、これによってチャネルの間隔があけられる。原液流動チャネル１０６の内面には、活性層１０８が上にコーティングされている。活性層１０８の下には、移行層１１０が存在する。移行層１０８及び活性層１１０は支持部分１１２によって支持される。支持部分１１２は、非格子の不規則な構造から形成される。使用中、原液流１１４は、原液流動チャネルを通過し、所望の透過液は活性層１０８及び移行層１１０を通過して、支持体１０８の支持部分１１２内に流れ、次に膜装置１０４から流出する。
【0177】
比較例１の膜装置の原液流動チャネルは、直径が２．６ｍｍであり、平均チャネルピッチは４．６５ｍｍであり、隣接する原液流動チャネルの最も狭い場所の間の距離は２．１ｍｍである。
【0178】
比較用膜装置１０４は、隣接するチャネル１０６の間で２．１ｍｍの平均厚さを有し、≦３５０ｍ２／ｍ３の充填密度を有する。
【0179】
実施例１
図３中に示されるように、実施例１のセラミック膜装置２００は、比較例１の膜装置と同様のマクロ構造を有し、支持体２０４によって取り囲まれ間隔をあけられた複数の間隔をあけた円筒形で直線的で平行の原液流動チャネル２０２を有する。実施例１の膜装置２００では、チャネル２０２は、０．２ｍｍの平均厚さを有する薄い壁の第１の支持部分から形成される。実施例１の膜装置は、原液流動直径が２．６ｍｍであり、平均チャネルピッチが４ｍｍであり、隣接する原液流動チャネルの最も狭い場所の間の距離が１．４ｍｍである。
図３中に示されるように、実施例１のセラミック膜装置２００は、比較例１の膜装置と同様のマクロ構造を有し、支持体２０４によって取り囲まれ間隔をあけられた複数の間隔をあけた円筒形で直線的で平行の原液流動チャネル２０２を有する。実施例１の膜装置２００では、チャネル２０２は、０．２ｍｍの平均厚さを有する薄い壁の第１の支持部分から形成される。実施例１の膜装置は、原液流動直径が２．６ｍｍであり、平均チャネルピッチが４ｍｍであり、隣接する原液流動チャネルの最も狭い場所の間の距離が１．４ｍｍである。
【0180】
原液流動チャネル２０２は、内面上に活性層２０６のコーティングを有し、これは第１の支持部分２０８によって支持され、次にこれは第２の支持部分２０４によって支持される。第２の支持部分２０４は、３ｍｍのセルサイズのジャイロイド格子構造を有する。
【0181】
実施例１の膜装置の原液流動チャネル２０２は、より密接に積層して、膜表面の充填密度が高くすることができる。実施例１の膜装置によって、≧４０％の多孔度パーセント値、≧３５０ｍ２／ｍ３の充填密度が得られ、≧１００ｋＰａ（１ｂａｒ）の原液印加圧力に耐えることができる引張強度を有する
【0182】
実施例１の膜装置は、アルミナとバインダーとを含む組成物から、第１の支持体及び第２の支持部分の特有の格子構造のあらかじめ決定されたマクロ構造を付加製造して、多孔質セラミック部材を形成することによって製造した。製造後、多孔質セラミック部材の後処理を行ってバインダーを除去して、第１の支持部分に細孔を形成し、第１の支持部分の上部のチャネルの内面に活性層を塗布した。
【0183】
実施例２
図４中に示されるように、第１の支持部分３０４及び第２の支持部分３０６によって形成された原液流動チャネル３０２を有する実施例２のセラミック膜装置３００は、第２の支持部分３０６がシェルを有するジャイロイド構造を有することで、一連の相互接続された空隙３０８が形成されて、透過液が流れるためのさらなる経路が得られるが、１ｂａｒを超える原液印加圧力に耐える構造の能力を損なっていないことを除けば、実施例１と同じである。この実施形態では、多孔度も実施例１より増加している。
図４中に示されるように、第１の支持部分３０４及び第２の支持部分３０６によって形成された原液流動チャネル３０２を有する実施例２のセラミック膜装置３００は、第２の支持部分３０６がシェルを有するジャイロイド構造を有することで、一連の相互接続された空隙３０８が形成されて、透過液が流れるためのさらなる経路が得られるが、１ｂａｒを超える原液印加圧力に耐える構造の能力を損なっていないことを除けば、実施例１と同じである。この実施形態では、多孔度も実施例１より増加している。
【0184】
実施例３
図５ａ～ｄ中に示されるように、実施例３の膜装置の第２の支持部分が、不均一格子のｌａｔｔｃｉｅ構造から形成されることを除けば、実施例３のセラミック膜装置４００は実施例１の膜装置と同じである。不均一性の方向は、方向Ｘに沿って図５ａの側面図に示されている。比較のため、均一な格子構造を有する膜装置５００の側面図を図５ｄ中に示している。実施例３の膜装置では、乱流が促進され、液体の原液又は透過液の流動経路中の圧力及び／又は速度が変化することによって、より良好な流束が得られる。
図５ａ～ｄ中に示されるように、実施例３の膜装置の第２の支持部分が、不均一格子のｌａｔｔｃｉｅ構造から形成されることを除けば、実施例３のセラミック膜装置４００は実施例１の膜装置と同じである。不均一性の方向は、方向Ｘに沿って図５ａの側面図に示されている。比較のため、均一な格子構造を有する膜装置５００の側面図を図５ｄ中に示している。実施例３の膜装置では、乱流が促進され、液体の原液又は透過液の流動経路中の圧力及び／又は速度が変化することによって、より良好な流束が得られる。
【0185】
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。
【0186】
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。
【0187】
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】
【図5】
【国際調査報告】