| 研究課題/領域番号 |
04453109
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
西出 宏之 早稲田大学, 理工学部, 教授 (90120930)
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| 研究分担者 |
鈴木 隆之 早稲田大学, 理工学部, 助手 (20257215)
土田 英俊 早稲田大学, 理工学部, 教授 (90063461)
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| キーワード | 高分子膜 / 気体透過 / 酸素分離膜 / 表面拡散 / 識別吸着 / 高分子錯体 |
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| 研究概要 |
固-気界面における酸素分子のポルフィリン錯体への識別吸着の知見をもとに、本年度は特に、異常な収着挙動(アロステリック型)の発見と表面拡散の定量把握で大きな前進成果を得た。
(1)多孔膜孔内表面にポルフィリン錯体(酸素キャリヤ)を配置した系では、酸素分子の迅速なホッピング拡散が酸素分子の透過係数向上に繋がることを実証する、透過測定・解析およびシミュレーションデータを蓄積した。細孔表面に錯体を高濃度に導入した界面では、酸素に特異的な表面拡散層が形成され、物理的な気体拡散を超える拡散量(Ps=10^4Barrers)として観測された。
(2)錯体部への酸素結合の反応特性が表面拡散に相関する。そこで、結合部位近傍の空間体積の広いポルフィリン誘導体を合成した。酸素結合脱着の速度定数は1桁向上し、それに対応して透過過程でも1桁大きな酸素の表面拡散定数が得られることを実証した。
(3)サンコミン錯体の微結晶を含有した高分子では、酸素分圧〜収着量関係が分圧20〜30mmHgで急峻(1から30cm^3(STP)/gにジャンプ)に立ち上がった。この特異収着は可逆的で、繰り返し観測できた。錯体部への酸素結合にともなう結晶構造の変化が高分子マトリックスと協同的に相互作用した効果と考察した。
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