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2023 Fiscal Year Annual Research Report

CO2分離回収材料への応用を目指した低分子ゲル化剤によるイオン液体ゲル膜の構築

Research Project

Project/Area Number 22H03781
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

岡本 浩明  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (10274185)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2027-03-31
Keywords有機ゲル化剤 / イオン液体ゲル / CO2分離 / ガス分離材料 / ゲル膜
Outline of Annual Research Achievements

(1)有機ゲル化剤の大量合成法の開発 有機ゲル化剤の大量合成法を検討し、数gオーダーでの合成方法を確立した。その上で、市販のイオン液体をゲル化したイオン液体ゲルを構築し、その熱物性および力学特性を解析した。その結果、150℃程度のゾル-ゲル転移温度を達成し、高純度の有機ゲル化剤と遜色ない性能を維持した有機ゲル化剤の開発に道筋を立てることができた。構築したイオン液体ゲルは、流動性は完全に失われていた固体としての物性を示すことを明らかにした。
(2)イオン液体ゲルのガス吸着特性の解析 前項目で構築したイオン液体ゲルの二 酸化炭素分離材料のCO2圧力変化に伴うCO2吸着量及び吸収速度を測定し、有機ゲル化剤の添加により、CO2吸収量に影響を受けることなく、イオン液体そのものの性能を維持したイオン液体ゲルの構築に成功した。
(3)イオン液体ゲル膜の構築 項目(1)、(2)で得られたイオン液体ゲルに関する基礎物性を基盤として、二酸化炭素分離材料としての分子構造の最適化を進め、次年度以降の分子設計指針を確立した。
以上の研究結果及び研究プロセスで得られた研究成果について、国内学会12件、国際学会1件を発表し、大学見本市(イノベーション・ジャパン2023)に出展することで国内外の研究者及び技術者への研究成果の公表に努め、査読付き論文3報を発表した。以上の研究成果は、CO2排出抑制にとどまらず、喫緊の環境問題に関連する国際共同研究に繋がり、上記の査読付き論文に加えて、査読付き論文2報を報告している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、有機ゲル化剤の大量合成法を確立した上で、大量合成法に基づく有機ゲル化剤の性能が、概ね良好と言える為、順調に進捗していると言える。具体的には、5%未満の有機ゲル化剤の点火により150℃以上のゾル-ゲル転移温度を達成している。さらに、構築したイオン液体ゲルは、液体の性能を維持した固体であることが分かった。

Strategy for Future Research Activity

(1)イオン液体ゲル膜の構築:前年度までに構築したイオン液体ゲルを用いたガス分離膜を構築する。
(2)イオン液体ゲル膜のガス分離性能の解析:前項目(1)で構築したイオン液体ゲル膜を用いて、CO2/N2分離性能を検討する。
(3)イオン液体及び有機ゲル化剤の構造最適化:項目(2)にて解析したガス分離性能を礎に、ガス分離媒体であるイオン液体及び有機ゲル化剤の分子構造の最適化を進める。

  • Research Products

    (18 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] 江西科技師範大学/有機所(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      江西科技師範大学/有機所
  • [Journal Article] AIE gels based on Schiff base with stimuli-responsive fluorescence switching behaviors as chemosensors2023

    • Author(s)
      Shi Xue-Wen、Liu Wu-Xiu、Matsumoto Kenta、Li Xiang-Qian、Cao Ban-Peng、Ding Haixin、Okamoto Hiroaki、Xiao Qiang
    • Journal Title

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      Volume: 445 Pages: 115043~115043

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2023.115043

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Gelation Properties and Spectroscopic Analysis of 2-Oxochromen-6-yl 4-Alkoxybenzoates with Organic Solvents2023

    • Author(s)
      Endo Yui、Hatsuda Yuri、Suzuki Nonoka、Matsumoto Kenta、Morita Yuki、Okamoto Hiroaki
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 52 Pages: 337~339

    • DOI

      10.1246/cl.230043

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mesomorphic property and gelation ability of rod-shaped compounds having a coumarin skeleton2023

    • Author(s)
      Cao Ban-Peng、Morita Yuki、Oku Yoshiki、Kawamoto Yuta、Isozaki Wataru、Matsumoto Kenta、Xiao Qiang、Okamoto Hiroaki
    • Journal Title

      Liquid Crystals

      Volume: 50 Pages: 1162~1168

    • DOI

      10.1080/02678292.2023.2196524

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Correlation between Thermal Properties and A Terminal Alkyl Chain Length of Organogels Formed by 4-(Semi-fluoroalkyl)thiophenyl 4-Alkoxybenzoates2024

    • Author(s)
      Yosei Suzuki, Kotaro Kanetada, Daiki Kajiyama, Kenta Matsumoto, Yuki Morita, Hiroaki Okamoto
    • Organizer
      第104日本化学会春季年会
  • [Presentation] Effect for Thermodynamic Behaviors of Organogels with the Terminal Alkyl Chain Length in Phenyl 4-(Tridecafluorohexyl)- ethylthiobenzoates2024

    • Author(s)
      Soma Mutaguchi, Junya Yamaguchi, Takumi Sugiura, Kenta Matsumoto, Yuki Morita, Hiroaki Okamoto
    • Organizer
      第104日本化学会春季年会
  • [Presentation] Thermal and Rheological Properties of Organogels Formed by Benzoate and Biphenylcarboxylate Derivatives Having Fluoroalkyl Groups at Both Terminal Positions2024

    • Author(s)
      Atsuki Kojo, Ryotaro Takenaka, Sota Kanemitsu, Kenta Matsumoto, Yuki Morita, Hiroaki Okamoto
    • Organizer
      第104日本化学会春季年会
  • [Presentation] Structural Analyses with Spectroscopic and Computational Studies of Organogels Formed by Liquid-crystalline Phenyl Benzoates2024

    • Author(s)
      Kenta Matsumoto, Junya Yamaguchi, Korato Kaetada, Yui Endo, Yuri Hatsuda, Yuki Morita, Hiroaki Okamoto
    • Organizer
      第104日本化学会春季年会
  • [Presentation] クマリン骨格を有するp-置換安息香酸エステル誘導体における置換基がゲル形成に与える影響とレオロジー測定2023

    • Author(s)
      鈴木野乃花, 遠藤唯, 初田優里, 植村啓志, 河辺浩輔, 松本健太, 森田由紀, 岡本浩明
    • Organizer
      2023年日本化学会中国四国支部大会 山口大会
  • [Presentation] 分子両末端にフルオロアルキル基を有する二量体型安息香酸エステル誘導体で形成したイオン液体ゲルのCO2吸収特性2023

    • Author(s)
      藤田祐樹, 松本健太, 吉原稜一朗, 砂田武尊, 森田由紀, 岡本浩明
    • Organizer
      2023年日本化学会中国四国支部大会 山口大会
  • [Presentation] クマリン骨格を有するp-置換安息香酸エステル誘導体における置換基がゲル形成に与える影響2023

    • Author(s)
      鈴木野乃花, 遠藤唯, 初田優里, 植村啓志, 河辺浩輔, 森田由紀, 岡本浩明
    • Organizer
      第13回CSJ化学フェスタ2023
  • [Presentation] 分子両末端にフルオロアルキル基を有する二量体型安息香酸エステル誘導体で形成したイオン液体ゲルの熱物性2023

    • Author(s)
      藤田祐樹, 吉原稜一朗, 松本健太, 森田由紀, 岡本浩明
    • Organizer
      第13回CSJ化学フェスタ2023
  • [Presentation] クマリン骨格を有する液晶化合物で形成した有機ゲルの自己組織化構造の解析2023

    • Author(s)
      初田優里, 遠藤唯, 鈴木野乃花, 河辺浩輔, 松本健太, 森田由紀, 岡本浩明
    • Organizer
      第13回CSJ化学フェスタ2023
  • [Presentation] フルオロアルキル基を有する芳香族系イオン液体ゲルの合成と基礎物性2023

    • Author(s)
      松本健太,村田祐樹,溝部大貴,砂田武尊,藤田祐樹,森田由紀,岡本浩明
    • Organizer
      第46回フッ素化学討論会
  • [Presentation] 1%の添加で溶液を固める“低分子化合物” ~有機ゲル化剤~2023

    • Author(s)
      岡本浩明
    • Organizer
      イノベーションジャパン2023
  • [Presentation] ペルフルオルアルキル基を持つシクロトリホスファゼン化合物の液晶性とゲル物性2023

    • Author(s)
      岡本 浩明, 砂田 武尊, 松本 健太, 新井 康平, 森田 由紀
    • Organizer
      2023年日本液晶学会討論会
  • [Presentation] Liquid Crystal Property And Gelation Ability Of Cyclotriphosphazenes With Perfluoroakylethylthiophenyl Group2023

    • Author(s)
      Hiroaki Okamoto, Takeru Sunada, Kenta Matsumoto, Tomohiro Yoshida, Kohei Arai, Yuki Morita
    • Organizer
      7th Fluorine Days
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 低分子ゲル・超分子ゲルの設計開発と応用2023

    • Author(s)
      鈴木正浩
    • Total Pages
      234
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781317496

URL: 

Published: 2024-12-25  

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