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ピペラジン誘導体によるCO2分離高分子膜のCO2透過促進メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K05966
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 エネルギー関連化学
研究機関九州大学

研究代表者

谷口 育雄  九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 准教授 (30314305)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード高分子膜 / ガス分離 / 二酸化炭素 / アミン / 触媒 / 二酸化炭素排出削減
研究成果の概要

ピペラジンはCO2の炭酸水素イオンへの変換を触媒することが知られている。ピペラジンおよびその誘導体を高分子マトリクスに物理固定した高分子膜を調製し、そのCO2分離性能評価を行った。CO2分離性能は、ピペラジンの化学構造に大きく依存することがわかり、選択的CO2透過メカニズムを解明した。また、アミン含有高分子膜にピペラジン誘導体を添加することによって、CO2分離性能の向上にも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果によって、ピペラジン含有高分子膜のCO2選択透過機構が解明された。これまで、種々のアミン含有高分子膜によるCO2分離回収が検討されてきたが、分子レベルでのメカニズムの解明には至っていない。また、得られた知見によって、既存の高分子膜の分離性能向上が可能となった。CO2分離膜よって大規模排出源からのCO2分離回収が可能となれば、CO2回収貯留技術が商業化され、温暖化および気候変動抑制が可能となる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (39件) (うち国際学会 13件、 招待講演 9件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] CO2分離材料: 世界の開発動向2019

    • 著者名/発表者名
      谷口育雄
    • 雑誌名

      高分子

      巻: 68 ページ: 215-218

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of amine structure on CO2 capture by polymeric membranes2017

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Taniguchi, Kae Kinugasa, Mariko Toyoda & Koki Minezaki
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 18 ページ: 950-958

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CO2 capture by polymeric membranes composed of hyper-branched polymers with dense poly(oxyethylene) comb and poly(amidoamine)2017

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Taniguchi, Norihisa Wada, Kae Kinugasa, and Mitsuru Higa
    • 雑誌名

      Open Physics

      巻: 15 号: 1 ページ: 662-670

    • DOI

      10.1515/phys-2017-0077

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] CO2 Capture by Alkanolamine-containing Polymeric Membranes: Mechanism of Preferential CO2 Permeation and Module Preparation2020

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Taniguchi
    • 学会等名
      IMSTEC2020 (The 10th International Membrane Science & Technology Conference)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Facile hollow-fiber membrane module preparation for CO2 capture2019

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Taniguchi
    • 学会等名
      the 12th Aseanian Membrane Society meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 促進輸送によるCO2分離膜とネガティブエミッションへの挑戦2019

    • 著者名/発表者名
      谷口育雄
    • 学会等名
      2019年度膜工学秋季講演会・膜工学サロン
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CO2 capture by amine-containing polymeric membranes2019

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Taniguchi
    • 学会等名
      the William G. Lowrie Department of Chemical & Biomolecular Engineering Seminar
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高分子CO2分離膜2019

    • 著者名/発表者名
      谷口育雄
    • 学会等名
      第36会ニューメンブレンテクノリジーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ピペラジン誘導体含有高分子膜のCO2分離性能2019

    • 著者名/発表者名
      谷口育雄、衣笠佳恵、豊田摩理子
    • 学会等名
      日本膜学会第41年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CO2 capture by amine-containing polymeric membranes: Effect of hydroxyl group2019

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Taniguchi, Kae Kinugasa, Mariko Toyoda, and Koki Minezaki
    • 学会等名
      高分子学会第68年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CO2 separation membrane modules for high purity CO2 recovery2019

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Taniguchi, Kae Kinugasa, Mariko Toyoda
    • 学会等名
      the 18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CO2 capture by amine-containing polymeric membranes2019

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Taniguchi
    • 学会等名
      Okinawa Colloids 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Facile hollow-fiber membrane module preparation for CO2 capture2019

    • 著者名/発表者名
      I. Taniguchi, K. Kinugasa, M. Toyoda
    • 学会等名
      12th Aseanian Membrane Society meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アミン含有高分子膜によるCO2分離: 分離メカニズムの解明と可能性2019

    • 著者名/発表者名
      谷口育雄
    • 学会等名
      中国地区化学工学懇話会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CO2 capture by amine-containing polymeric membranes: Effect of hydroxyl group2019

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Taniguchi, Kae Kinugasa, Mariko Toyoda, and Koki Minezaki
    • 学会等名
      高分子学会第68年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アミン含有高分子膜を用いたCO2分離における水酸基の効果2019

    • 著者名/発表者名
      谷口育雄, 衣笠佳恵, 豊田摩理子, 峯崎航希
    • 学会等名
      化学工学会第84年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ネガティブカーボンエミッションへ向けた膜分離によるCO2分離回収2018

    • 著者名/発表者名
      谷口育雄
    • 学会等名
      化学工会中国四支部20 18年度セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CO2 capture by membranes2018

    • 著者名/発表者名
      I. Taniguchi
    • 学会等名
      Chemical Engineering lecture series, Yonsei University
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アルカノールアミン含有高分子膜のCO2分離性能とガス透過メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      峯崎航希, 衣笠佳恵, 谷口育雄
    • 学会等名
      日本膜学会第40年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ピペラジン誘導体含有高分子膜のCO2分離性能2018

    • 著者名/発表者名
      11.谷口育雄, 衣笠佳恵, 峯崎航希
    • 学会等名
      日本膜学会第40年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Elucidation of preferential CO2 transport mechanism of alkanolamine-containing polymeric membranes2018

    • 著者名/発表者名
      I. Taniguchi, K. Minezaki, K. Kinugasa
    • 学会等名
      高分子学会第67年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CO2 separation over H2 by amine-containing polymeric membranes: Interplay between gas transport properties and amine structures2018

    • 著者名/発表者名
      K. Minezaki, K. Kinugasa, I. Taniguchi
    • 学会等名
      11th Aseanian Membrane Society meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Carbon-free H2 Production by Membrane Separation from Biogas2018

    • 著者名/発表者名
      I. Taniguchi, K. Kinugasa, K. Minezaki
    • 学会等名
      11th Aseanian Membrane Society meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アミン含有高分子膜のCO2選択透過メカニズムとネガティブカーボンエミッションへの展開2018

    • 著者名/発表者名
      谷口育雄・衣笠佳恵・峯崎航希
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオガスからの水素製造のカーボンフリー化を目的としたCO2分離膜の研究開発2018

    • 著者名/発表者名
      谷口育雄, 衣笠佳恵, 豊田摩理子
    • 学会等名
      第50回化学工学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アルカノールアミン含有高分子膜の選択的CO2透過メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      峯崎航希, 衣笠佳恵, 谷口育雄
    • 学会等名
      第50回化学工学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CO2分離膜モジュールの作成とその分離性能2018

    • 著者名/発表者名
      谷口育雄, 豊田摩理子, 衣笠佳恵
    • 学会等名
      日本膜学会膜シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アミン含有高分子膜:水酸基の影響2018

    • 著者名/発表者名
      峯崎航希, 衣笠佳恵, 谷口育雄
    • 学会等名
      日本膜学会膜シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanism of Preferential CO2 Permeation over H2 through Amine-immobilized Polymeric Membranes2018

    • 著者名/発表者名
      K. Minezaki, K. Kinugasa, I. Taniguchi
    • 学会等名
      28th MRS-J annual meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CO2 Capture by Amine-containing Polymeric Membranes for Negative Carbon Emission2018

    • 著者名/発表者名
      I. Taniguchi, K. Kinugasa, M. Toyoda, K. Minezaki
    • 学会等名
      28th MRS-J annual meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオガスからの水素製造のカーボンフリー化を目的としたCO2分離膜の研究開発2018

    • 著者名/発表者名
      谷口育雄、峯崎航希、衣笠佳恵
    • 学会等名
      化学工学会第83年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ピペラジン誘導体含有高分子膜のCO2 分離性能2018

    • 著者名/発表者名
      谷口育雄、衣笠佳恵、峯崎航希
    • 学会等名
      日本膜学会第40年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アルカノールアミン含有高分子膜のCO2分離性能とガス透過メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      峯崎航希、衣笠佳恵、谷口育雄
    • 学会等名
      日本膜学会第40年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Elucidation of preferential CO2 transport mechanism of alkanolamine-containing polymeric membranes2018

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Taniguchi, Koki Minezaki, Kae Kinugasa
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Carbon-free H2 Production by Membrane Separation from Biogas2018

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Taniguchi, Kae Kinugasa, Koki Minezaki
    • 学会等名
      Aseanian membrane society meeting 11
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CO2 separation over H2 by amine-containing polymeric membranes: Interplay between gas transport properties and amine structures2018

    • 著者名/発表者名
      Koki Minezaki, Ikuo Taniguchi, Kae Kinugasa
    • 学会等名
      Aseanian membrane society meeting 11
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アミン含有高分子膜のCO2 透過メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      谷口育雄、衣笠佳恵、吉澤舞
    • 学会等名
      日本膜学会第39年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アルカノールアミン含有高分子膜のCO2分離性能とガス透過メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      峯崎航希、衣笠佳恵、谷口育雄
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] CO2 capture by polymeric membranes containing amines: interplay between structures and CO2 separation properties2017

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Taniguchi
    • 学会等名
      ICOM2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アミン含有高分子膜によるカーボンフリー水素製造の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      谷口育雄、衣笠佳恵、吉澤舞
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] CO2 capture by polymeric membranes for negative carbon emission2017

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Taniguchi
    • 学会等名
      ICSST17
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アミン含有高分子膜のCO2分離性能とアミンの化学構造の相関2017

    • 著者名/発表者名
      峯崎航希、衣笠佳恵、谷口育雄
    • 学会等名
      日本膜学会膜シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 谷口研究室

    • URL

      http://i2cner.kyushu-u.ac.jp/~ikuot/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://i2cner.kyushu-u.ac.jp/~ikuot/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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