超臨界二酸化炭素に対する含フッ素有機化合物の溶解度および拡散係数に関する研究

• Project/Area Number: 12750669
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 化学工学一般
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 東 秀憲 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (40294889)
• Project Period (FY): 2000 – 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 2001: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2000: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 超臨界二酸化炭素 / フッ素化合物 / 溶解度 / 拡散係数

Research Abstract

本年度は、流通型の溶解度測定装置を用いて、超臨界二酸化炭素に対する4-トリフルオロメチル安息香酸の溶解度の測定を行った。流通法による溶解度の測定手順は以下のとおりである。まず、実験温度に保たれた恒温槽内に、あらかじめ溶質である4-トリフルオロメチル安息香酸を充填した平衡セルを設置した。そこに、超臨界二酸化炭素を通過させることにより、平衡セル内で溶質濃度は飽和溶解度に達する。飽和溶解度は、装置出口においてトラップされた溶質の重量と湿式ガスメータにより測定される二酸化炭素の流量から決定した。温度308.2Kで、圧力9.0,10.OMPaでの超臨界二酸化炭素に対する4-トリフルオロメチル安息香酸の溶解度の測定を行ったところ、溶解度は10^<-5>程度とかなり低い値を示した。現在も、圧力・温度を変えて溶解度データの蓄積を続けており、それらのデータを詳細に解析するとともに、既報のフッ素修飾基を有する化合物およびフッ素修飾記を有しない化合物の溶解度データを比較することにより、超臨界二酸化炭素に対する溶解度におよぼすフッ素修飾基の影響を検討した。一般には、フッ素を修飾することにより溶解度が上昇することが知られているが、本研究の測定結果ではその効果があまり出ておらず、これは、フッ素修飾される置換基の位置の影響によるものが大きいと思われる。
また、前年度、超臨界二酸化炭素に対するパーフルオロアルカンの溶解度の相関に対する適用性が確認された溶液論から導かれた活量係数式による相関法を用いて、さらに多くの含フッ素化合物の溶解度データの相関を行い、その適用性について検討を行った。