二酸化炭素の回収に向けた有機／無機複合吸着材の開発

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工場などから排出される燃焼排ガス中に含まれる低濃度の二酸化炭素を対象にした実用的な吸脱着材料の開発を目指して、二酸化炭素に対して選択性が高い化学吸着性を示すアミン系有機分子と比表面積の大きい無機担体を有機／無機複合化することで固体として取り扱える二酸化炭素吸脱着材料の合成に取り組んだ。無機担体（天然鉱物あるいは合成鉱物材料）の種類とアミン系有機分子の担持方法の最適化を図った。複合化した材料の二酸化炭素吸脱着特性を二酸化炭素ガス吸脱着等温線の測定により評価した。組成や結晶構造が異なる無機担体の種類の検討においては、比表面積が大きいアルミノケイ酸塩の鉱物材料がアミン系有機分子担持後に低濃度二酸化炭素の条件で最も高い吸着量を示すことが明らかとなった。チャネル構造のマクロ孔を有する無機担体よりも、外表面の面積が大きい無機担体の方がアミン系有機分子の担持には適しているものと考えられた。アミン系有機分子の担持方法の最適化においては、反応溶媒を使用せずに担持を行うことを検討し、溶媒使用時と同等の二酸化炭素吸着性を示す材料を合成することができた。二酸化炭素の脱離温度を評価するため、雰囲気制御下で複合化した材料の昇温・降温過程における質量変化を計測した。二酸化炭素の脱離は特定温度で急激に進行することはなく、温度上昇と共に漸移的に生じることが明らかとなった。