| Project/Area Number |
16760607
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Properties in chemical engineering process/Transfer operation/Unit operation
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| Research Institution | Nagoya University (2005)
Hiroshima University (2004) |
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Principal Investigator |
徳山 英昭 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10363029)
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| Project Period (FY) |
2004 – 2005
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2005)
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| Budget Amount *help |
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2005: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2004: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
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| Keywords | 感温性ゲル / 吸着 / 分子認識 / 温度スイング / N-イソプロピルアクリルアミド |
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| Research Abstract |
本研究は、温度変化に応答して可逆的に膨潤・収縮する感温性N-イソプロピルアクリルアミド(NIPA)ゲルをベースとし、標的金属を温度スイングで選択的に吸・脱着する新規な吸着材である分子インプリント感温性ゲルの高機能化のための設計指針を得るために、様々な配位子を用いた吸着材を合成し、重金属-配位子の相互作用形態やゲルネットワークの膨潤特性が、選択分離や吸・脱着特性に及ぼす影響を明らかにすることを目的とするものである。16年度は、配位子にエチレンジアミンを用いた吸着材の合成と銅の吸着特性について検討した。17年度は、重金属の高度選択吸着が期待できるリン酸配位子モノマーの2-メタクリロイルオキシエチルホスフェート(MEP)を用いたNIPA-MEPゲルおよびポリマーの合成と銅の吸着特性について検討した。NIPA-MEPゲルの吸着量は、30℃以下の膨潤状態では小さく、40℃以上の収縮状態で増大し、この変化は可逆的であった。測定したポリマーのリン酸基の解離定数から、吸着実験を行ったpH(約5)では、一段解離したMEPと銅が2:1で相互作用していることが示唆された。ゲルの吸着メカニズムは、高温収縮時にネットワークが近づきMEP二分子で銅を吸着、低温膨潤時はネットワークが拡がり脱着したものと考えられる。一方、NIPA-MEPポリマーの吸着量は、40℃以下では一定であり、それ以上の高温になると大きく減少した。30℃以下ではポリマーは溶解していたが、40℃ではポリマーの疎水性相互作用によって凝集体を形成し、温度上昇に伴い凝集体は小さくなった。ポリマーは、低温で溶解している場合には吸着能を発現し、高温で凝集体の形成、すなわち過度の収縮状態にある場合には、MEP周りの水分子とともに銅イオンを排除するといえる。この現象を利用した吸・脱着性能の優れる吸着材の開発が期待できる。
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