2020 年度研究成果報告書

無機ネットワーク制御によるイオン液体ゲルの超高強度化と高速CO2透過膜への展開

研究課題

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研究課題/領域番号	18K04812
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分27010:移動現象および単位操作関連
研究機関	神戸大学
研究代表者	神尾英治神戸大学, 工学研究科, 准教授 (30382237)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	高強度ゲル / イオン液体 / ダブルネットワーク / CO2分離膜
研究成果の概要	イオン液体含有無機/有機ダブルネットワークゲル（DNイオンゲル）の強度発現に及ぼす無機ネットワークの役割に関する検討を行った。シリカナノ粒子を原料とする無機ネットワーク形成法を確立し、強度発現のための無機ネットワークの破断とそれに伴うエネルギー散逸に及ぼすシリカ粒子径やネットワーク間相互作用の影響を明らかにした。また、CO2分離膜材料としてのDNイオンゲルの有用性を検証するため、無機/有機ネットワーク組成の制御による機械的強度の最適化と、最適条件における高イオン液体含有DNイオンゲル膜の調製と評価を行い、DNイオンゲルが高性能CO2分離膜材料として高いポテンシャルを有することを示した。
自由記述の分野	膜工学、化学工学、分離工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究では、無機/有機DNイオンゲルの高強度発現に寄与する無機ネットワークの構造や物性とゲル強度の関係を明らかにした。これは無機/有機DNイオンゲルの強度発現の起源に迫るものであり、学術的に大きな意義がある。また、その強度発現メカニズムを解明するとともに、高強度発現のための無機ネットワーク設計指針を提案した。さらに、高イオン液体含有量と強度を兼ね備えたDNイオンゲル膜を創製し、そのCO2分離膜材料としての高いポテンシャルを明らかにした。これは高性能CO2分離膜の開発につながる成果であり、地球温暖化等の課題の解決に貢献する。