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ガス吸収液としてのイオン液体の描像とその応用

离子液体作为气体吸收液的形象及其应用

基本信息

批准号：
20031028
负责人：
金久保光央
金额：
$ 2.3万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20031028/
关键词：
イオン液体ガス吸収溶液構造二酸化炭素

项目摘要

イオン液体は、一般に蒸気圧が極めて低く、難燃性で、広い温度範囲で利用できるなど、ガス分離精製の吸収液として長所となる多くの特徴をもつ。我々は、それらの特徴を活かし、イオン液体を用いたガス分離精製法や二酸化炭素の分離回収技術の開発を進めてきた。本研究では、優れたガス(CO_2)吸収特性を示すイオン液体の開発とガス吸収メカニズムの解明を主な目標として研究に取り組んだ。本年度は、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロスルポニル)アミド([BMIM][Tf_2N])に注目し、その^1H,^<13>C,^<19>F核のNMR縦緩和時間を測定して、イオン液体中のダイナミクスについて検討した。13Cの縦緩和時間と核オーバーハウザー効果から求めた回転相関時間は、イミダゾリウム環で非常に長く、アルキル側鎖では末端に行くにしたがい短くなることが確認された。これらの回転運動の違いは、正に帯電したイミダゾリウム環とアニオンとのイオン的な相互作用を反映したものと考えられる。また、[BMIM][Tf_2N]にCO_2を加圧、溶解したところ、回転相関時間は顕著に短くなることが確認された。特に、回転相関時間の減少はイミダゾリウム環において顕著であり、CO_2分子はカチオンーアニオン間の相互作用を破壊してイオン液体中に吸収されることを反映したものと考えられる。一方、同様にO_2を溶解させたところ、常磁性緩和の効果はイミダゾリウム環よりもむしろアルキル鎖の方が大きく、非極性のO_2は疎水性領域に不均一に吸収されることが示唆された。さらに、分子動力学法やSPring-8での高エネルギーX線実験により溶液構造の解析を進めて、ガス吸収メカニズムの解明に取り組んだ。

はイオン liquid, steam general に気圧がめ extremely low てく, flame retardant で, hiroo い temperature fan 囲で using できるなど, ガス separation of refined の収 absorption liquid として long by となる more くの, 徴をもつ. I 々は, それらの, 徴を live かし, イオン liquid を with いたガス separation refining method of separation of back や two acidification carbon の収 technology の open 発を into めてきた. This study では, superior れたガス (CO_2) aspiration 収 characteristics をすイオン liquid の open 発とガス suction 収メカニズムの interpret を main な target として research group take りにんだ. は, 1 - this year ブチル - 3 - メチルイミダゾリウムビス (トリフルオロスルポニル) アミド ([BMIM] [Tf_2N]) に attention し, その ^ 1 h, ^ < 13 > C, ^ nuclear の < > 19 F NMR 縦 time determination of をして, イオン liquid のダイナミクスについて beg し検た. 13 c の縦 time と nuclear オーバーハウザー unseen fruit から o めたは masato time back to the planning phase, イミダゾリウム ring で very long にく, アルキル side chain では end line にくにしたがい short くなることが confirm された. これらの back planning movement の violations いは, positive に帯 electric したイミダゾリウム ring とアニオンとのイオンな interaction を reflect したものと exam えられる. また, [BMIM] [Tf_2N] に CO_2 を圧, dissolve したところ time, back to the planning phase masato は顕に short くなることが confirm された. に, back to the planning phase, masato time のはイミダゾリウム ring において顕 the であり, CO_2 molecular はカチオンーアニオの interaction between ンを broken 壊してイオンに sucking in the liquid 収されることを reflect したものと exam えられる. Side, with others in に O_2 を dissolved させたところ, often magnetic ease の unseen fruit はイミダゾリウム ring よりもむしろアルキル lock の party が big きく, nonpolar の O_2 は疎 water areas に heterogeneity に suction 収されることが in stopping された. さらに, molecular dynamics method や SPring - 8 での high エネルギー X-ray be 験により solution structure analytical をの into めて, ガス suction 収メカニズムの interpret に group take りんだ.