| 研究概要 |
高分子配位子鎖上に、酸素分子結合の動的および平衡挙動の異なる一連のポルフィリン錯体が連続して結合した「集積型」のポルフィリン高分子錯体を構築し、これら錯体から薄膜を作成、膜内に選択的かつ多量に取り込まれた酸素分子が、ポルフィリン錯体の集積場内を結合脱着を繰り返しながら拡散する動的過程を高速分光および透過測定から同時解析し、酸素が選択的に透過する促進輸送現象として実証することを目的とした。
(1)配位子部に水素結合をもつ高分子配位子としてポリ(4(5)-ビニルイミダゾール-コ-オクチルメタクリレート)を新しく合成、そのコバルトポルフィリン錯体で最大の酸素親和性を観測した。膜の酸素透過係数は供給酸素分圧が低い領域で著しく増大した。
(2)π共役高分子配位子としてポリ(3,4-アゾピリジン)およびピリジルアセチレンとフェニルアセチレンの共重合体を合成した。ポルフィリン錯体は可逆的に酸素結合したが、溶液、固相膜中で親和性は低かった。酸素の脱着速度定数が1桁以上大きく、酸素の透過性および選択性が共に大きな特異な膜となった。
(3)1-ビニルイミダゾール、4-ビニルピリジン、2-ビニルピリジンの各共重合体とポルフィリン錯体から作成した3層集積膜の酸素透過係数は大きく、(酸素/窒素)選択性は70に達した。集層膜内に生じたカスケード様の急峻な濃度勾配がその推進力であると解析できた。
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