| 研究課題/領域番号 |
26630392
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
松山 秀人 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50181798)
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| 研究分担者 |
神尾 英治 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30382237)
高橋 智輝 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80535518)
三好 太郎 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80587791)
佐伯 大輔 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70633832)
安川 政宏 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20647309)
三野 泰志 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70709922)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 正浸透法 / 駆動溶液 / 海水淡水化 / 浸透圧 / 磁性粒子 / 温度応答性分子 / LCST型相転移 |
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| 研究実績の概要 |
１．温度応答性と二酸化炭素吸収性を有するポリアミン型DSの創製
昨年度開発した磁性粒子型駆動溶液(DS)は、安定的な回収性と再分散性を有している一方で、浸透圧は海水の2/3程度(800mmol/kg)であり海水淡水化を成し得るためにはより高浸透圧を達成する必要がある。そこで本年度は磁性粒子を用いるコンセプトにとらわれず、広範な材料、具体的には温度応答性と二酸化炭素(CO2)吸収性を有するポリアミン型DSについても検討を加えた。
種々の三級アミンモノマー(N,N-Dimethylaminoethyl methacrylate: DM, N,N-Diethylaminoethyl methacrylate: DE, 2-N-Morpholinoethyl methacrylate: ME)から構成される共重合体をDSとして合成した。これらの共重合体水溶液は下限臨界溶液温度(LCST)型の相転移挙動を示すとともに、共重合体の組成変化により、相転移温度を24℃から41℃の範囲で制御することに成功した。このように比較的温和な条件においても、液液相転移によりDS濃厚相とDS希薄相に分離し、DSを再利用することが可能である。
一方、共重合体水溶液はCO2をHCO3-イオンとして三級アミンに化学的に吸収することより、海水以上の浸透圧(1400mmol/kg)を発現した。さらに、単独重合体(poly(DM))と共重合体(poly(DM-co-DE))を比較すると、CO2吸収量は同程度であるにも関わらず、放散率は共重合体で増加する傾向を示した。
本研究で作製したポリアミンは、高い浸透圧と迅速なCO2放散能を有しており、さらにはLCST型相転移を制御可能であることから、低エネルギーな回収プロセスの構築が可能である。
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