温度によって目開きを変えられる分子篩吸着剤の合成とそれを用いた分離法の開発

N-イソプロピルアクリルアミド（NIPAM）と架橋剤であるN, N’-メチレンビスアクリルアミド（BIS）から構成される温度応答性高分子PNIPAMヒドロゲル（PNHG）をメソポーラスシリカ（MS）吸着剤表面へ固定化したPNHG/MSを合成した。ここでは，MS表面とPNHGを繋ぐシランカップリング剤であるメタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル（MPS）添加量を変えてPNHG/MSを合成した。なお，MS前駆体8 gに対してMPS添加量は0.12～2.4 mmolの範囲で変化させた。TGにより，MPS添加量を増加させると，MPS固定化量は0.06 mmol/gから1.45 mmol/gへと増加することが分かった。一方，PNHG被覆量は，MPS添加量とは関係なく，50～60 wt%であることが分かった。メチルオレンジ（MO）吸着速度解析の結果，いずれの試料も擬二次速度式に従うことが明らかとなった。ここでは，PNIPAMの下限臨界溶解温度（LCST）である32℃前後の30℃と50℃における速度定数の比K＝k50/k30を用いて吸着挙動を検討した。この値が1より小さい場合は30℃の方がMOはMSに吸着しやすいことを意味する。MPS添加量が0.24～2.4 mmolの範囲では，Kは約0.7であり，30℃の方が僅かに吸着しやすいことが分かった。一方，MPS添加量が0.12 mmolの場合，Kは約0.1まで低下した。MPS添加量が極端に少ない場合，PNHGの分子量は長くなることが推測される。その結果，温度変化に対して体積膨張率を大きく変化させることができ，また，PNHGの構造の自由度が高いため，温度によって大きく吸着挙動が変わったと考えられた。このように，MPS添加量をできるだけ少なくすることで，吸着可能な分子サイズを温度で制御できる可能性があることが明らかとなった。

N-イソプロピルアクリルアミド（NIPAM）と架橋剤であるN, N’-メチレンビスアクリルアミド（BIS）から構成される温度応答性高分子PNIPAMヒドロゲル（PNHG）をメソポーラスシリカ（MS）吸着剤表面へ固定化したPNHG/MSを合成した。ここでは，MS表面とPNHGを繋ぐシランカップリング剤であるメタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル（MPS）添加量を変えてPNHG/MSを合成した。なお，MS前駆体8 gに対してMPS添加量は0.12～2.4 mmolの範囲で変化させた。TGにより，MPS添加量を増加させると，MPS固定化量は0.06 mmol/gから1.45 mmol/gへと増加することが分かった。一方，PNHG被覆量は，MPS添加量とは関係なく，50～60 wt%であることが分かった。メチルオレンジ（MO）吸着速度解析の結果，いずれの試料も擬二次速度式に従うことが明らかとなった。ここでは，PNIPAMの下限臨界溶解温度（LCST）である32℃前後の30℃と50℃における速度定数の比K＝k50/k30を用いて吸着挙動を検討した。この値が1より小さい場合は30℃の方がMOはMSに吸着しやすいことを意味する。MPS添加量が0.24～2.4 mmolの範囲では，Kは約0.7であり，30℃の方が僅かに吸着しやすいことが分かった。一方，MPS添加量が0.12 mmolの場合，Kは約0.1まで低下した。MPS添加量が極端に少ない場合，PNHGの分子量は長くなることが推測される。その結果，温度変化に対して体積膨張率を大きく変化させることができ，また，PNHGの構造の自由度が高いため，温度によって大きく吸着挙動が変わったと考えられた。このように，MPS添加量をできるだけ少なくすることで，吸着可能な分子サイズを温度で制御できる可能性があることが明らかとなった。