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イオン液体を溶媒とする新規高強度イオンゲルの開発と二酸化炭素分離膜への展開研究

研究課題

研究課題/領域番号 24750066
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 分析化学
研究機関東京大学

研究代表者

藤井 健太  東京大学, 物性研究所, 助教 (20432883)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2012年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワードイオン液体 / イオンゲル / 二酸化炭素分離膜 / 二酸化炭素吸収 / ゲル化反応 / 二酸化炭素吸収剤 / ガス分離膜
研究概要

本研究では、(1)多分岐高分子を用いた高強度イオンゲルの開発、(2)そのイオンゲルを二酸化炭素吸収および分離材料として応用することを大きな目的とした。
(1)に関して、4分岐ポリエチレングリコール(Tetra-PEG)を高分子として、典型的な非水系イオン液体中におけるゲル化反応を(高分子反応末端の)酸塩基反応およびゲル化の反応速度論の観点から調べた。この成果を基に、イオンゲルのゲル化時間、反応率、力学強度といったゲル特性を溶液反応論の立場で制御する方法を確立した。(2)に関して、(1)の知見に基づき作成したTetra-PEGイオンゲル膜を二酸化炭素分離膜として応用した。

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (20件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Kinetic Aspect on Gelation Mechanism of Tetra-PEG Hydrogel2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nishi, K. Fujii, Y. Katsumoto, T. Sakai, and M. Shibayama
    • 雑誌名

      Macormolecules

      巻: 47 号: 10 ページ: 3274-3281

    • DOI

      10.1021/ma500662j

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Small-Angle Neutron Scattering Study on Defect-Controlled Polymer Networks2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nishi, H. Asai, K. Fujii, Y. -S. Han, T. -H. Kim, T. Sakai, M. Shibayama
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 47 号: 5 ページ: 1801-1809

    • DOI

      10.1021/ma402590n

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acid-base Property of Protic Ionic Liquid, 1-Alkylimidazolium Bis(trifluoromethanesulfon yl)amide Studied by Potentiometric Titration2013

    • 著者名/発表者名
      K. Hashimoto, K. Fujii, and M. Shibayama
    • 雑誌名

      J. Mol. Liquids

      巻: 188 ページ: 143-147

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2013.08.023

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unusual Li+ Ion Solvation Structure in Bis(fluorosulfonyl)amide Based Ionic Liquid2013

    • 著者名/発表者名
      Kenta Fujii, Hiroshi Hamano, Hiroyuki Doi, Xuedan Song, Seiji Tsuzuki, Kikuko Hayamizu, Shiro Seki, Yasuo Kameda, Kaoru Dokko, Masayoshi Watanabe, Yasuhiro Umebayashih
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 117 号: 38 ページ: 19314-19324

    • DOI

      10.1021/jp4053264

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SANS and DLS Studies of the tacticity effects on the hydrophobicity and the phase separation of poly (N-isopropylacrylamide)2013

    • 著者名/発表者名
      K. Nishi, T. Hiroi, K. Hashimoto, K. Fujii, Y. -S. Hang, T. -H. Kim, Y. Katsumoto, M. Shibayama
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 46 号: 15 ページ: 2369-2375

    • DOI

      10.1021/ma401349v

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Brønsted Basicity of Solute Butylamine in an Aprotic Ionic Liquid Investigated by Potentiometric Titration2013

    • 著者名/発表者名
      K. Fujii, K. Hashimoto, T. Sakai, Y. Umebayashi, and M. Shibayama
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 42 ページ: 1250-1251

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Small-Angle Neutron Scattering Study on Aggregation of 1-Alkyl-3-methylimidazolium Based Ionic Liquids in Aqueous Solution2013

    • 著者名/発表者名
      Takumi Kusano, Kenta Fujii, Masaaki Tabata and Mitsuhiro Shibayama
    • 雑誌名

      J. Solution Chem.

      巻: 42 号: 10 ページ: 1888-1901

    • DOI

      10.1007/s10953-013-0080-0

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] K.; Umebayashi, Y. (9) et al. (9) Collective dynamics of room-temperature ionic liquids and their Li ion solutions studied by high-resolution inelastic X-ray scattering2013

    • 著者名/発表者名
      Fujii, K.; Umebayashi, Y. (9) et al. (9)
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys

      巻: 138(15) 号: 15 ページ: 151101-151101

    • DOI

      10.1063/1.4802768

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Brønsted Basicity of Solute Butylamine in an Aprotic Ionic Liquid Investigated by Potentiometric Titration2013

    • 著者名/発表者名
      Fujii, K.; Umebayashi, Y.(4) et al.(5)
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 42 号: 10 ページ: 1250-1251

    • DOI

      10.1246/cl.130537

    • NAID

      10031201327

    • ISSN
      0366-7022, 1348-0715
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solvation Structure of Poly(ethylene glycol) in Ionic Liquids Studied by High-energy X-ray Diffraction and Molecular Dynamics Simulations2013

    • 著者名/発表者名
      Asai, H.; Umebayashi, Y. (6) et al. (7)
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 46(6) 号: 6 ページ: 2369-2375

    • DOI

      10.1021/ma400218e

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gelation Process of Tetra-PEG Ion-gel Investigated by Time-resolved Dynamic Light Scattering2013

    • 著者名/発表者名
      H. Asai, K. Nishi, T. Hiroi, K. Fujii, T. Sakai, M. Shibayama
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 54 号: 3 ページ: 1160-1166

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2012.12.053

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Specific Solvation of Benzyl Methacrylate in 1-Ethyl-3-methylimidazolium Bis(trifluoromethanesulfonyl)amide Ionic Liquid2013

    • 著者名/発表者名
      M. Matsugami, K. Fujii, T. Ueki, Y. Umebayashi, M. Watanabe, M. Shibayama
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 29 号: 3 ページ: 311-314

    • DOI

      10.2116/analsci.29.311

    • NAID

      10031165316

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-performance ion gel with tetra-PEG network2012

    • 著者名/発表者名
      K.Fujii, H.Asai, T.Ueki (equally contributed), T.Sakai, S.Imaizumi, U.-I.Chung, M.Watanabe, M.Shibayama
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 8 号: 6 ページ: 1756-1759

    • DOI

      10.1039/c2sm07119c

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic Study for AB-Type Coupling Reaction of Tetra-Arm Polymers2012

    • 著者名/発表者名
      Nishi, K., Fujii, K., Chijiishi, M., Katsumoto, Y., Chung, U., Sakai, T., Shibayama, M.
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 45 号: 2 ページ: 1031-1036

    • DOI

      10.1021/ma202386k

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural analysis of high performance ion gel comprising tetra-PEG network2012

    • 著者名/発表者名
      H. Asai, K. Fujii, T. Ueki, T. Sakai, U. Chung, M. Watanabe, Y. S. Han, T. H. Kim, M. Shibayama
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 45 号: 9 ページ: 3902-3909

    • DOI

      10.1021/ma300244u

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between mesoscale dynamics and shear relaxation of ionic liquids with long alkyl chain2012

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Yamaguchi, Ken-ichi Mikawa, Shinobu Koda, Kenta Fujii, Hitoshi Endo, Mitsuhoro Shibayama, Hiroshi Hamano, Yasuhiro Umebayashi
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 136 号: 10 ページ: 104511-104511

    • DOI

      10.1063/1.4751547

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] イオン液体を溶媒とする機能性電解質溶液の構造解析2014

    • 著者名/発表者名
      藤井健太
    • 学会等名
      電気化学会第81回大会
    • 発表場所
      関西大学(特1K05)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] イオン液体を溶媒とする機能性電解質溶液の構造解析2014

    • 著者名/発表者名
      藤井健太
    • 学会等名
      電気化学会第81回大会
    • 発表場所
      大阪、関西大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イオン液体中における多分岐高分子ゲル化反応の反応速度論2013

    • 著者名/発表者名
      橋本慧, 藤井健太, 西健吾, 柴山充弘
    • 学会等名
      第4回イオン液体討論会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(1O02)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] イオン液体中で特有な溶媒和の構造化学と新規ソフトマター材料開発への展開研究2013

    • 著者名/発表者名
      藤井健太
    • 学会等名
      第36回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(AW1)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Solvation Structure of Poly(ethylene glycol) in 1-ethyl-3-methylimidazolium-based Ionic Liquids2013

    • 著者名/発表者名
      K. Fujii, H. Asai, Y. Umebayashi, and M. Shibayama
    • 学会等名
      33rd International Conference on Solution Chemistry
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Tetra-PEGイオンゲルおよびハイドロゲルのゲル化反応とその反応速度論2013

    • 著者名/発表者名
      藤井健太, 西健吾, 橋本慧, 酒井崇匡, 柴山充弘
    • 学会等名
      第73回分析化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学(D1012)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] イオン液体中における多分岐高分子,Tetra-PEGのゲル化反応と酸塩基反応に基づく反応時間制御2013

    • 著者名/発表者名
      橋本慧, 西健吾, 藤井健太, 柴山充弘
    • 学会等名
      第73回分析化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学(A1015)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] プロトン性および非プロトン性イオン液体中のイオン間水素結合2013

    • 著者名/発表者名
      土井寛之, 宋雪旦, 浜野洋志, 藤井健太, 神崎亮, 亀田恭男, 梅林泰宏
    • 学会等名
      第73回分析化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学(D1019)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] イオン液体中で特有な溶媒和の構造化学と新規ソフトマター材料開発への展開研究2013

    • 著者名/発表者名
      藤井健太
    • 学会等名
      第36回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道、北海道大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プロトン性/非プロトン性混合イオン液体中で形成する逆ミセル溶液の 構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      藤井健太, 草野巧巳, 橋本慧, 柴山充弘
    • 学会等名
      第4回イオン液体討論会
    • 発表場所
      東京、慶應義塾大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Structural study on the solvation of poly(ethylene glycol) in ionic liquids2013

    • 著者名/発表者名
      K. Fujii, H. Asai, Y. Umebayash,and M. Shibayama
    • 学会等名
      EMLG-JMLG annual meeting 2013
    • 発表場所
      France, Lille
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Solvation Structure of Poly(ethylene glycol) in 1-ethyl-3-methylimidazolium-based Ionic Liquids2013

    • 著者名/発表者名
      K. Fujii, H. Asai, Y. Umebayashi, and M. Shibayama
    • 学会等名
      33rd International Conference on Solution Chemistry
    • 発表場所
      Japan, Kyoto
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Tetra-PEGイオンゲルおよびハイドロゲルのゲル化反応とその反応速度論2013

    • 著者名/発表者名
      藤井健太,西健吾,橋本慧,酒井崇匡,柴山充弘
    • 学会等名
      第73回分析化学討論会
    • 発表場所
      北海道、北海道大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Structural study on the solvation of poly(benzyl methacryate) and poly(ethylene glycol) in ionic liquids2013

    • 著者名/発表者名
      K. Fujii, H. Asai, Y. Umebayashi, and M. Shibayama
    • 学会等名
      EMLG/JMLG annual meeting 2013
    • 発表場所
      Lille, France
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Tetra-PEGイオンゲルおよびハイドロゲルのゲル化反応とその反応速度論2013

    • 著者名/発表者名
      藤井健太,西健吾,橋本慧,酒井崇匡,柴山充弘
    • 学会等名
      第73回分析化学討論会
    • 発表場所
      北海道、日本
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン液体中におけるpoly(benzyl methacryate)の溶媒和構造2012

    • 著者名/発表者名
      藤井健太, 上木岳士, 北沢侑造, 渡邉正義, 柴山充弘
    • 学会等名
      第3回イオン液体討論会
    • 発表場所
      那覇(O2-10)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] イオン液体中におけるメタクリル酸エステル系中分子および高分子の溶存状態2012

    • 著者名/発表者名
      藤井健太, 上木岳士, 松上優, 渡邉正義, 柴山充弘
    • 学会等名
      第35回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学(O19)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Preparation and Structural Characterization of High-Strength Ion Gels2012

    • 著者名/発表者名
      M. Shibayama, H. Asai, and K. Fujii
    • 学会等名
      Macro2012
    • 発表場所
      Virginia Tech in Blacksburg, Virginia, USA
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] イオン液体中におけるpoly(benzyl methacryate)の溶媒和構造2012

    • 著者名/発表者名
      藤井健太,上木岳士,北沢侑造,渡邉正義,柴山充弘
    • 学会等名
      第3回イオン液体討論会
    • 発表場所
      沖縄、日本
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン液体中におけるメタクリル酸エステル系中分子および高分子の溶存状態2012

    • 著者名/発表者名
      藤井健太,上木岳士,松上優,渡邉正義,柴山充弘
    • 学会等名
      第35回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      東京、日本
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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