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本研究ではアミノ酸イオン液体(AAIL)の物理化学的性質に注目し、AAIL含浸膜に関する研究を行っている。AAIL含浸膜のようなCO2促進輸送膜では、CO2分離性j能がキャリアのガス吸収特性に依存することが知られている。そこで、本年度の研究では広範な性状のガスに対して有効に機能するCO2分離膜を創製するためにCO2分離膜として好適なガス吸収特性を有する新規AAILの設計および合成、さらにその含浸膜のCO2選択透過性能について検討した。本検討では、CO2飽和吸収量が大きく、かつN2吸収量が小さいようなガス吸収特性を有するAAILの創製を目指した。CO2吸収量について、AAILは分子内に存在するアミノ基とCO2との求核反応によりCO2を吸収する。つまり、研究実施計画でも述べたように、AAILのアミノ基密度増大はCO2選択透過性能の向上に直接的につながると考えられる。そこで本研究ではAAILのカチオンとアニオンの双方にアミノ基を付与する「アミノ基のデュアル化」を行うことでAAILのCO2吸収能の向上を目指した。一方、N2吸収量について、AAILを構成するカチオンとアニオンのサイズを小さくすることでAAILのN2吸収量が低減することを前年度の研究で明らかにしたため、本検討ではカチオンとしてアンモニウム型、アニオンとして最小のアミノ酸であるグリシンを用いてAAIL分子サイズのさらなる低減を目指した。合成した新規AAILを用いた含浸膜は幅広い条件において従来のCO2分離膜と比べて極めて高いCO2選択透過性能を示した。このように優れた分離性能を有する膜を創製できるAAILの設計指針を得られたことが本研究の意義であり、広範な温度や湿度条件で機能するという、万能型CO2分離膜の創製に不可欠な要素を満たす新規物質を提案するものとして非常に重要性の高い研究であると考えている。
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