| 研究課題/領域番号 |
20K05600
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35010:高分子化学関連
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
阪口 壽一 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (60432150)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 気体分離膜 / 二酸化炭素分離 / 地球温暖化 / ポリアセチレン / 高分子膜 / アセチレンポリマー / サブナノ空間 / 気体透過性 / 置換アセチレン / 分離膜 / 二酸化炭素 / 気体分離 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
二酸化炭素の膜分離の実現を目指し、二酸化炭素の高い透過性と分離性を両立する分離膜を開発するため、二酸化炭素との親和性を高める極性基を導入してもサブナノサイズの空間が潰れないポリマーを設計・合成する方法を確立する。具体的には次の計画・方法で進める。
①サブナノサイズの空間を支える方法の確立
②二酸化炭素と親和性のある極性基を持たせる方法の確立
③サブナノサイズの空間と極性基を併せ持つ分離膜の創出。
本研究の成果は、様々なサブナノサイズの分離対象物質に対する新たな高分子分離膜の設計指針を提供するものであり、地球温暖化ガスに限らず放射性物質の分離など、環境・資源・エネルギー分野等への貢献が期待される。
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| 研究成果の概要 |
地球環境問題の解決に寄与する高分子膜を開発することを目的として、効率よく二酸化炭素を分離するサブナノサイズの空間を保持した高気体透過性ポリマー膜の合成を実施した。
かさ高い置換基やハロゲンを有する置換アセチレン膜を作製し、一部の分子を除去することでサブナノサイズの空間を膜内部に形成させた。作製したポリマー膜は極めて高い気体透過性を示すことがわかった。さらに、かさ高い置換基に加えて極性基を導入すると高い二酸化炭素透過性と分離能力を示す膜が調製できることが明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、重合反応および高分子反応を利用して新しい置換アセチレンポリマーを多数合成したことにより、機能性高分子の合成という点で多くの知見が得られた。さらに、分子構造を設計し、一部の分子を高分子膜の内部から除去する方法を検討することでサブナノサイズの空間を膜内に形成させることに成功した。これは今後のナノ空間材料の発展に寄与するものと考えられる。
また、高気体透過性および二酸化炭素の選択的透過性を達成したことから、二酸化炭素分離膜としての応用の可能性を示唆し、今後は二酸化炭素分離や天然ガス精製、水素分離など環境問題やエネルギー産業への貢献も期待される。
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