塩基性固体合成プロセスに基づく新しい気体透過材料の構築と温室効果ガス分離への応用

点击翻译按钮获取中文摘要

当該年度は、本研究の基盤材料となる塩基性高分子膜材料の開発と改良について検討を行った。かねてからの検討となるポリピロールとその誘導体、および自立膜の形成については他の複素環モノマーとの共重合と機能性官能基導入について検討し、ポリピロール基準で物理的強度の高い自立膜合成に成功した。本研究の主題となる二酸化炭素の選択的分離には気体透過選択性の高い膜が必要であり、かつ一定の物理強度が必要であるが、その目的に即した材料が創成できたといえる。共重合については、これまでピロールと類似の分子構造を有するフランやチオフェンとの共重合を検討してきたが、当該年度はピロールに官能基を導入したものについても重合を行い、得られた高分子膜の物理挙動について検討を行った。二酸化炭素の分離には膜の塩基性が寄与すると考えられることから、窒素原子を含有する機能性官能基を導入することで従来の中程度の性能にとどまっていた気体分離性能の向上を検討した。また、当該の研究テーマにおけるポリマー合成時に利用する酸触媒については、かねてから生成膜内の残留が懸念されていた。当該年度はこの残留する酸の残量を確認する手法の開発と、その残渣となる酸成分を完全に取り除くための手法開発に着手し、一定の成果を得た。本研究で得た膜は基本的に自立膜として気体分離性能を検討しているが、最近の成果により生成高分子材料の可溶化も可能となり、キャストによる薄膜化や複合膜化が可能になってきている。従来得られていた膜は硬くてもろいものが一定数存在しており、そのため膜の気体透過測定が出来ないものもあった。この課題を解決する手法として今後膜材料の可溶化を基盤とする新たな膜創成について検討を続ける必要がある。