| 研究課題/領域番号 |
19K12391
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| 研究機関 | 宇部工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
山崎 博人 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (20300618)
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| 研究分担者 |
喜多 英敏 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授(特命) (10177826)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | フェノール類環状オリゴマー / ガス分離膜 / イソシアン酸オクタデシル / 気体透過性 / 理想分離係数 / 二酸化炭素分離 |
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| 研究実績の概要 |
耐熱・耐水性に優れ、CO2取込構造をもつフェノール類環状オリゴマー（Noria）であるが、Noriaは成膜性の乏しいと言う欠点を持つ。この課題を解決するため、Noriaにアルキル鎖の導入を伴う化学修飾を施し、化学修飾Noriaによる自立膜の作成を試みた。
まず、Noriaはレゾルシノールとグルタルアルデヒドを80℃，48h反応して得た。次に、ブロモ酢酸エチル、イソシアン酸ヘキシル、そしてイソシアン酸オクタデシルをそれそれNoriaと反応させ、酢酸エチル化Noria（EtAc-Noria）、ヘキシル化Noria（HE-Noria）、およびオクタデシル化Noria（OD-Noria）をそれぞれ合成した。全ての生成物の合成確認は、1H NMRとFT-IRにて行った。
Noriaは1-メチル-2-ピロリドンなどの特殊有機溶媒にのみ可溶であったが、得られた化学修飾Noriaはテトラヒドロフランなどの汎用有機溶媒に溶解できる様になった。
全ての化学修飾Noriaに対し、溶媒キャスト法による自立膜作成を試みた。これらの中で、最も長鎖長のOD-Noriaの成膜性が良好で、40μm膜厚の薄膜を得た。しかしながら膜体にはピンホールが存在し、ガス透過試験に供するには至らなかった。1H-NMR測定より求められたOD-Noriaの置換度は29％であったので、今後は合成方法を再検討し、この置換度を高めることで目的の自立膜を制作したい。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
新型コロナ禍による非常事態宣言の発令への影響が大変大きく、研究が思う様に進んでない。
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| 今後の研究の推進方策 |
合成方法を再検討し、高置換度OD-Noriaを得て、自立膜を製造したい。
併せて、化学修飾Noria複合膜の調製を行う。複合膜の高分子基材には、これまでの酢酸セルロースとポリエーテルスルフォンに、ポリフッ化ビニリデン、シリコーン樹脂、あるいはポリイミドなども加え、Noriaとの親和性の高い膜基材について検討する。
更に、化学修飾Noriaはセシウムなどと金属キレートを形成する特性をもつ。このため、金属との相互作用で二酸化炭素の分離効率が一層、高まると期待されるので、金属キレート導入化学修飾Noriaの製膜についても併せて検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）
ガス透過率測定装置を購入するため予算を計上していた。しかし、実験を進める中で、膜形状が平膜か環状か等の詳細が定まっておらず、時期尚早と判断し、本年度の購入を見送った。しかしながら、共同研究者所有の装置を利用できるため、研究計画に一切の支障はない。
（使用計画）
残予算は、ガス透過率測定装置の構成が定まり次第、購入に向け再検討する予定。
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