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キラルイオン液体-超臨界二酸化炭素光学分割システム実現に向けた3点相互作用の解明

Research Project

Project/Area Number 13J04392
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Properties in chemical engineering process/Transfer operation/Unit operation
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

平賀 佑也  東北大学, 環境科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywordsイオン液体 / 超臨界CO2 / ソルバトクロミズム / 相平衡 / 状態方程式
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,キラルイオン液体-超臨界CO2二相システムによる光学分割システム構築を目指し,超臨界クロマト法による分配係数測定,LSER-deltaモデルを用いた数値的解析,ソルバトクロミズムによる分光学的分析の研究方針3軸に関して研究成果を記す.
まず分配係数は,当初の予定を変更し引き続き通常のイオン液体を用い測定を行った.測定には移動相に超臨界CO2,固定相にイオン液体([amim]Cl)を用いた超臨界クロマト法を用い,各溶質の保持時間を測定し分配係数に変換した.実験条件は温度313-353 K,圧力6-21 MPaとした.溶質にはchlorobenzene,bromobenzene,benzaldehydeおよびbenzyl alcoholを用いた.分配係数値は圧力上昇に伴い増加しており,分配係数がCO2の密度増加に強く依存していることを示唆していた.もっとも低い分配係数値を示したbenzyl alcoholを基準に取り,分離係数(分配係数比)を算出したところ,すべての分離係数は圧力上昇に伴い減少していることがわかった.
つづいて,LSER-dektaモデルを用いた数値的解析に関しては,理論的なモデルとして摂動論型状態式の一つであるePC-SAFT(electrolyte Perturbed-Chain Statistical Fluid Theory)状態式を用いたモデルを構築し,比較した.いずれのモデルも充分良好な相関精度を得られたが,LSER-deltaモデルの方がやや相関精度が良く,光学分割システムに対して適応性が高いことが示唆された.
最後に,ソルバトクロミズムによる分光学的分析に関しては,分子間に働く3点相互作用をソルバトクロミズムにより定量的に評価することを目的としていたが,測定が行えなかった.そのため,上記2軸に関して研究計画遂行に努めた.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Separation factors for [amim]Cl-CO2 biphasic systems from high pressure density and partition coefficient measurements2015

    • Author(s)
      Yuya Hiraga, Aya Kato, Yoshiyuki Sato, Taku M. Aida, Masaru Watanabe and Richard L. Smith, Jr.
    • Journal Title

      Separation and Purification Technology

      Volume: 印刷中 Pages: 139-148

    • DOI

      10.1016/j.seppur.2015.03.008

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Densities at pressures up to 200 MPa and atmospheric pressure viscosities of ionic liquids, 1-ethyl-3-methylimidazolium methylphosphate, 1-ethyl-3-methylimidazolium diethylphosphate, 1-butyl-3-methylimidazolium acetate and 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide2015

    • Author(s)
      Yuya Hiraga, Aya Kato, Yoshiyuki Sato and Richard L. Smith, Jr.
    • Journal Title

      Journal of Chemical & Engineering Data

      Volume: 60 Issue: 3 Pages: 876-885

    • DOI

      10.1021/je5009679

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Development of a simple method for predicting CO2 enhancement of H2 gas solubility in ionic liquids2015

    • Author(s)
      Yuya Hiraga Yoshiyuki Sato and Richard L. Smith, Jr.
    • Journal Title

      Journal of Supercritical Fluids

      Volume: 96 Pages: 162-170

    • DOI

      10.1016/j.supflu.2014.09.010

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Viscosity and density of poly(ethylene glycol) and its solution with carbon dioxide at 353.2 K and 373.2 K at pressures up to 15 MPa2015

    • Author(s)
      Masayuki Iguchi, Yuya Hiraga, Kazuhiro Kasuya, Taku M. Aida, Masaru Watanabe, Yoshiyuki Sato and Richard L. Smith, Jr.
    • Journal Title

      Journal of Supercritical Fluids

      Volume: 97 Pages: 63-73

    • DOI

      10.1016/j.supflu.2014.10.013

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurement of High-Pressure Densities and Atmospheric Viscosities of Ionic Liquids : 1-Hexyl-3-methylimidazolium Bis(trifluoromethylsulfonyl)i mide and 1-Hexyl-3-methylimidazolium Chloride2014

    • Author(s)
      Iguchi, M., Hiraga, Y., Sato, Y., Aida, T. M., Watanabe M., Smith Jr., R. L.
    • Journal Title

      Journal of Chemical and Engineering Data

      Volume: 59(3) Issue: 3 Pages: 709-717

    • DOI

      10.1021/je4007844

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] イミダゾリウム系およびピロリジニウム系イオン液体の高圧密度測定と状態式による相関2015

    • Author(s)
      平賀佑也, 佐藤善之, 渡邉賢, 相田卓, R. L. Smith, Jr.
    • Organizer
      化学工学会第80年会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京)
    • Year and Date
      2015-03-19 – 2015-03-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体に対するH2 溶解度のCO2添加効果2014

    • Author(s)
      平賀佑也, 佐藤善之, 渡邉賢, 相田卓, R. L. Smith, Jr.
    • Organizer
      化学工学会新潟大会2014
    • Place of Presentation
      新潟大学(新潟)
    • Year and Date
      2014-11-22 – 2014-11-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Infinite Dilution Partition Coefficients of Solutes in Biomass Soluble Ionic Liquid-Supercritical Carbon Dioxide Systems2014

    • Author(s)
      Yuya Hiraga, Aya Kato, Yoshiyuki Sato, Taku M. Aida, Masaru Watanabe, Richard L. Smith, Jr.
    • Organizer
      ILSEPT - 2nd International Conference on Ionic Liquids in Separation and Purification Technology
    • Place of Presentation
      Toronto (Canada)
    • Year and Date
      2014-06-29 – 2014-07-02
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体-CO2相平衡ならびに2 相間の無限希釈分配係数推算法構築に向けた検討2014

    • Author(s)
      平賀佑也, 加藤彩, 佐藤善之, R. L. Smith, Jr.
    • Organizer
      分離技術会 年会2014
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知)
    • Year and Date
      2014-05-30 – 2014-05-31
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Estimation of H_2 solubility in ionic liquids - CO_2 mixtures with equatio ns of state2013

    • Author(s)
      Hiraga, Y., Kato, A., Sato, Y., Watanabe M., Smith Jr., R. L.
    • Organizer
      International Conference on Ionic Liquids 2013 (ICIL 13)
    • Place of Presentation
      Langkawi Island, Malaysia
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Application of PC-SAFT Model to Infinite Dilution Partition Coefficient of Aromatic Compounds in Ionic Liquid and Supercritical CO_22013

    • Author(s)
      Hiraga, Y., Kato, A., Sato, Y., Watanabe M., Smith Jr., R. L.
    • Organizer
      the International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Measurement of solubility of supercritical CO_2 in allyl-based ionic liquid with a magnetic suspension balance apparatus2013

    • Author(s)
      Kato, A., Hiraga, Y., Sato, Y., Watanabe M., Smith Jr., R. L.
    • Organizer
      the International Symposium for the 70th Annive rsary of the Tohoku Branch of the Chemical Soci ety of Japan
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体-超臨界CO_2間におけるCresolの無限希釈分配係数測定と相関モデルの検討2013

    • Author(s)
      平賀佑也, 加藤彩, 佐藤善之, 渡邉賢, Richard Lee Smith, Jr.
    • Organizer
      第4回イオン液体討論会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス(横浜)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 磁気浮遊天秤を用いたアリル系イオン液体中へのCO_2溶解度測定および相関モデルの検討2013

    • Author(s)
      加藤彩, 平賀佑也, 佐藤善之, 渡邉賢, Richard Lee Smith, Jr.
    • Organizer
      第4回イオン液体討論会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス(横浜)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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