| 研究概要 |
オングスチロームオーダーで制御されたイオンクラスター構造体は,膜分離材料として期待されている.本研究では,以下の成果を得た.
1.イオン輸送のパーコレーション挙動を研究するため,スチレン/メタクリル酸(MAA)共重合体をモノマー比を広範囲に変化させて合成した.共重合体をキャストして製膜し,K^+とNa^+の透過実験を行った.イオンの透過速度はイオン性モノマーであるMAAのモル分率が閾値14%で不連続的に変化し,パーコレーション挙動を示すことを確認した.MAAの体積分率とパーコレーション閾値の差とイオン透過係数の間にはpower lawが成立し,臨界指数は1.7,パーコレーション閾値は0.165であった。これらの値は,膜内のイオン基がランダムに分散していることを示唆した.また,示唆走査熱分析の結果,本膜のイオン基はクラスターは構造をとっていないことが判明した.
2.パ-フルオロカーボン系のイオノマーであるナフィオンから,キャスト法により製膜してナフィオン膜を得た.この膜をグリセリン処理して膨潤させ,これにベンゼンのキャリヤ-として硝酸銀を含浸させてベンゼン/シクロヘキサン系の透過実験を行った.ナフィオン膜の膨潤度の増加とともにベンゼン透過係数は20倍増加したが,シクロヘキサンに対するベンゼンの選択性は膨潤度に無関係に約900とほぼ一定であった.これより,ナフィオン膜は膨潤してもイオンクラスター構造が保持され,イオンクラスター構造の“ゆるみ"がベンゼンの透過促進に有効であることが確認された.
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