2014 Fiscal Year Annual Research Report
高分離能と高透過速度を両立するポリマー膜の膜内空間変化メカニズムの解明
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25810071
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
阪口 壽一 福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60432150)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ポリアセチレン / 気体分離膜 / 二酸化炭素 / 脱保護 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に重合と脱保護反応を達成し、合成することのできたメチロール基を含むポリ(ジフェニルアセチレン)について保護基の種類を検討した。保護基のサイズが大きくなるにつれて重合反応性は低下し、ポリマー収率は低下することがわかった。しかし、保護基のサイズが小さくなると生成ポリマーの溶解性が低下し、有機溶媒に不溶な成分が増加し、製膜が困難になることがわかった。
昨年度にイミダゾリウム塩を含むポリ(ジフェニルアセチレン)が二酸化炭素を選択的に透過させることを見出したため、チオ尿素を反応させた新しいイオン性基含有ポリ(ジフェニルアセチレン)を設計し、それを合成した。この膜も二酸化炭素透過選択性を示すことがわかった。今後は対イオンや置換基を変換して透過性の更なる向上を検討する。
我々が見出した金属イオンを配位することができるポリ(ジフェニルアセチレン)について、様々な金属化合物との配位能を検討し、五塩化タンタルや塩化アルミニウム以外にも鉄やクロムも配位金属として働くことがわかった。これらの金属類を使用し、ポリマーとの複合膜を作製した。このような膜から金属イオンを取除く方法を確立し、膜内の空間制御へと発展させる予定である。
当初の目的であった「メチロール基を含むポリ置換アセチレン」を合成することができ、ポリマー膜から保護基を取除くと同時に官能基ができる方法によって、高い気体透過性を維持した極性基含有ポリマー膜を得ることに 成功した。本研究の方法で得られる膜は官能基により特定の物質と相互作用することが可能であり、透過性が高いことから物質分離膜として応用が期待される。
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