JP2012183529A - 二酸化炭素吸着材 - Google Patents
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Abstract
Description
aは1〜4の整数を表す。
R1は、炭素原子数1〜20の2価の有機基を表し、R1が2つ以上ある場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。
R2およびR3は、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1〜20のヒドロカルビル基を表す。複数あるR2は、同一であっても異なっていてもよい。R3が2つ以上ある場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。
2つのR1は結合して、それらが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。2つのR2は結合して、それらが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。2つのR3は結合して、それらが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。1つのR1と1つのR2は結合して、R1が結合する炭素原子およびR2が結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。1つのR1と1つのR3は結合して、それらが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。1つのR2と1つのR3は結合して、R2が結合する窒素原子およびR3が結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。)
[2]前記式(1)で表される構造単位を有する化合物が共役系化合物である、[1]に記載の二酸化炭素吸着材。
[3]前記式(1)で表される構造単位を有する化合物が、前記式(1)で表される構造単位のみからなる化合物である、[2]に記載の二酸化炭素吸着材。
また、好ましい実施形態では、本発明の二酸化炭素吸着材は、二酸化炭素の吸着または脱離により導電性が変化するので、二酸化炭素センサー材料、二酸化炭素スイッチ材料等として有用である。
まず、本明細書において使用される用語について説明する。
「置換基を有していてもよい」とは、その直後に記載された化合物または基を構成する水素原子が無置換の場合および水素原子の一部または全部が置換基によって置換されている場合の双方を含み、置換基によって置換されている場合には、ハロゲン原子、炭素原子数1〜30のヒドロカルビル基、炭素原子数1〜30のヒドロカルビルオキシ基、炭素原子数1〜30のヒドロカルビルアミノ基等(これらの基は、さらに置換基を有していてもよい。)によって置換されていることを意味し、これらの中でも、ハロゲン原子、炭素原子数1〜18のヒドロカルビル基、炭素原子数1〜18のヒドロカルビルオキシ基または炭素原子数1〜18のヒドロカルビルアミノ基で置換されていることが好ましく、炭素原子数1〜12のヒドロカルビル基、炭素原子数1〜12のヒドロカルビルオキシ基または炭素原子数1〜12のヒドロカルビルアミノ基で置換されていることがより好ましく、炭素原子数1〜6のヒドロカルビル基、炭素原子数1〜6のヒドロカルビルオキシ基または炭素原子数1〜6のヒドロカルビルアミノ基で置換されていることが更に好ましい。ヒドロカルビル基、ヒドロカルビルオキシ基およびヒドロカルビルアミノ基等の置換基はそれぞれ、直鎖、分岐鎖または環状のいずれであってもよい。
「2価の芳香族基」とは、芳香族炭化水素の環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子の2個を除いた残りの原子団、芳香族複素環式化合物の環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子の2個を除いた残りの原子団、または、芳香族炭化水素および芳香族複素環式化合物から選ばれる2個以上の化合物が直接結合した化合物における環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子の2個を除いた残りの原子団を表す。
「共役系化合物」とは、(1)二重結合と単結合とが交互に並んだ構造から実質的になる化合物、(2)二重結合と単結合とが窒素原子を介して並んだ構造から実質的になる化合物、(3)二重結合と単結合とが交互に並んだ構造および二重結合と単結合とが窒素原子を介して並んだ構造から実質的になる化合物を意味する。
上記のヒドロカルビル基としては、例えば、メチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、2−エチルヘキシル基、3,7−ジメチルオクチル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、ノルボルニル基、アンモニウムエチル基、ベンジル基、α,α―ジメチルベンジル基、1−フェネチル基、2−フェネチル基、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、オレイル基、エイコサペンタエニル基、ドコサヘキサエニル基、2,2−ジフェニルビニル基、1,2,2−トリフェニルビニル基、2−フェニル−2−プロペニル基、フェニル基、2−トリル基、4−トリル基、4−トリフルオロメチルフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−シアノフェニル基、2−ビフェニリル基、3−ビフェニリル基、4−ビフェニリル基、ターフェニリル基、3,5−ジフェニルフェニル基、3,4−ジフェニルフェニル基、ペンタフェニルフェニル基、4−(2,2−ジフェニルビニル)フェニル基、4−(1,2,2−トリフェニルビニル)フェニル基、フルオレニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、9−アントリル基、2−アントリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、コロニル基等のアルキル基、アルケニル基およびアリール基が挙げられ、
好ましくはメチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、2−エチルヘキシル基、3,7−ジメチルオクチル基、ベンジル基、α,α―ジメチルベンジル基、1−フェネチル基、2−フェネチル基、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、オレイル基、エイコサペンタエニル基、ドコサヘキサエニル基、2,2−ジフェニルビニル基、1,2,2−トリフェニルビニル基、2−フェニル−2−プロペニル基、フェニル基、2−トリル基、4−トリル基、4−トリフルオロメチルフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−シアノフェニル基、2−ビフェニリル基、3−ビフェニリル基、4−ビフェニリル基、ターフェニリル基、3,5−ジフェニルフェニル基、3,4−ジフェニルフェニル基、ペンタフェニルフェニル基、4−(2,2−ジフェニルビニル)フェニル基、4−(1,2,2−トリフェニルビニル)フェニル基、フルオレニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、9−アントリル基、2−アントリル基または9−フェナントリル基であり、
より好ましくはメチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、3,7−ジメチルオクチル基、ベンジル基またはフェニル基であり、
更に好ましくはメチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基またはヘキシル基である。
上記のヒドロカルビルオキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、1−プロパノキシ基、2−プロパノキシ基、1−ブトキシ基、2−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、3,7−ジメチルオクチルオキシ基、シクロプロパノキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、1−アダマンチルオキシ基、2−アダマンチルオキシ基、ノルボルニルオキシ基、アンモニウムエチトキシ基、トリフルオロメトキシ基、ベンジロキシ基、α,α-ジメチルベンジロキシ基、2−フェネチルオキシ基、1−フェネチルオキシ基、フェノキシ基、アルコキシフェノキシ基、アルキルフェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、ペンタフルオロフェニルオキシ基等のアルキルオキシ基およびアリールオキシ基が挙げられ、
好ましくはメトキシ基、エトキシ基、1−プロパノキシ基、2−プロパノキシ基、1−ブトキシ基、2−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基または3,7−ジメチルオクチルオキシ基であり、
より好ましくはメトキシ基、エトキシ基、1−プロパノキシ基、2−プロパノキシ基、1−ブトキシ基、2−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基またはヘキシルオキシ基である。
上記のヒドロカルビルアミノ基としては、例えば、メチルアミノ基、エチルアミノ基、1−プロピルアミノ基、2−プロピルアミノ基、1−ブチルアミノ基、2−ブチルアミノ基、イソブチルアミノ基、tert−ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、オクチルアミノ基、デシルアミノ基、ドデシルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、3,7−ジメチルオクチルアミノ基、シクロプロピルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、1−アダマンチルアミノ基、2−アダマンチルアミノ基、ノルボルニルアミノ基、アンモニウムエチルアミノ基、トリフルオロメチルアミノ基、ベンジルアミノ基、α,α-ジメチルベンジルアミノ基、2−フェネチルアミノ基、1−フェネチルアミノ基、フェニルアミノ基、アルコキシフェニルアミノ基、アルキルフェニルアミノ基、1−ナフチルアミノ基、2―ナフチルアミノ基、ペンタフルオロフェニルアミノ基等のアルキルアミノ基およびアリールアミノ基が挙げられ、
好ましくはメチルアミノ基、エチルアミノ基、1−プロピルアミノ基、2−プロピルアミノ基、1−ブチルアミノ基、2−ブチルアミノ基、tert−ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、オクチルアミノ基、デシルアミノ基、ドデシルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基または3,7−ジメチルオクチルアミノ基であり、
更に好ましくはメチルアミノ基、エチルアミノ基、1−プロピルアミノ基、2−プロピルアミノ基、1−ブチルアミノ基、2−ブチルアミノ基、イソブチルアミノ基、tert−ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基またはヘキシルアミノ基である。
−式(1)で表される構造単位を有する化合物−
本発明の二酸化炭素吸着材は、前記式(1)で表される構造単位を有する化合物を含む、二酸化炭素吸着材である。
2価の有機基の炭素原子数は通常1〜20である。2価の有機基としては、例えば、炭素原子数1〜20のアルキレン基、炭素原子数6〜20の2価の芳香族基、炭素原子数1〜20のオキシアルキレン基(即ち、−R−O−で表される基(Rはアルキレン基を表す。))が挙げられ、塩基性を高める観点から、アルキレン基、オキシアルキレン基が好ましく、アルキレン基が更に好ましい。アルキレン基の中では、化合物内でのプロトンの授受のしやすさの観点からは、炭素原子数1のものが好ましい。化合物の溶媒への溶解性を高めて加工性を確保する観点からは炭素原子数2〜20のものが好ましい。
この2価の有機基の例としては、メチレン基、1,1−エチレン−ジイル基、1,2−エチレン−ジイル基、1,2−プロピレン−ジイル基、1,3−プロピレン−ジイル基、1,3−イソプロピレン−ジイル基、2,2−プロピレン−ジイル基、1,2−ブチレン−ジイル基、1,3−ブチレン−ジイル基、1,4−ブチレン−ジイル基、2,2−ブチレン−ジイル基、2,3−ブチレン−ジイル基、1,1−ペンチレン−ジイル基、1,2−ペンチレン−ジイル基、1,3−ペンチレン−ジイル基、1,4−ペンチレン−ジイル基、1,5−ペンチレン−ジイル基、2,2−ペンチレン−ジイル基、2,3−ペンチレン−ジイル基、2,4−ペンチレン−ジイル基、3,3−ペンチレン−ジイル基、2−オキサ−1,3−プロピレン−ジイル基、2−オキサ−1,4−ブチレン−ジイル基、3−オキサ−1,4−ブチレン−ジイル基、2−オキサ−1,3−ペンチレン−ジイル基、2−オキサ−1,4−ペンチレン−ジイル基、2−オキサ−1,5−ペンチレン−ジイル基、3−オキサ−1,4−ペンチレン−ジイル基、3−オキサ−1,5−ペンチレン−ジイル基、1,3−ブタジエン−1,4−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、1,2−フェンレンジイル基、1,3−フェンレンジイル基、1,4−フェンレンジイル基、o−キシリレン基等が挙げられ、
好ましくは、メチレン基、1,2−エチレン−ジイル基、1,3−プロピレン−ジイル基、1,4−ブチレン−ジイル基、1,5−ペンチレン−ジイル基、2−オキサ−1,3−プロピレン−ジイル基、2−オキサ−1,4−ブチレン−ジイル基、3−オキサ−1,4−ブチレン−ジイル基、2−オキサ−1,3−ペンチレン−ジイル基、2−オキサ−1,4−ペンチレン−ジイル基、2−オキサ−1,5−ペンチレン−ジイル基、3−オキサ−1,4−ペンチレン−ジイル基、3−オキサ−1,5−ペンチレン−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基またはペンタン−1,5−ジイル基である。
このヒドロカルビル基の例としては、メチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、2−エチルヘキシル基、3,7−ジメチルオクチル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、ノルボルニル基、アンモニウムエチル基、ベンジル基、α,α―ジメチルベンジル基、1−フェネチル基、2−フェネチル基、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、オレイル基、エイコサペンタエニル基、ドコサヘキサエニル基、2,2−ジフェニルビニル基、1,2,2−トリフェニルビニル基、2−フェニル−2−プロペニル基、フェニル基、2−トリル基、4−トリル基、4−トリフルオロメチルフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−シアノフェニル基、2−ビフェニリル基、3−ビフェニリル基、4−ビフェニリル基、ターフェニリル基、3,5−ジフェニルフェニル基、3,4−ジフェニルフェニル基、ペンタフェニルフェニル基、4−(2,2−ジフェニルビニル)フェニル基、4−(1,2,2−トリフェニルビニル)フェニル基、フルオレニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、9−アントリル基、2−アントリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、コロニル基が挙げられ、
好ましくは、メチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、2−エチルヘキシル基、3,7−ジメチルオクチル基、ベンジル基、α,α―ジメチルベンジル基、1−フェネチル基、2−フェネチル基、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、オレイル基、エイコサペンタエニル基、ドコサヘキサエニル基、2,2−ジフェニルビニル基、1,2,2−トリフェニルビニル基、2−フェニル−2−プロペニル基、フェニル基、2−トリル基、4−トリル基、4−トリフルオロメチルフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−シアノフェニル基、2−ビフェニリル基、3−ビフェニリル基、4−ビフェニリル基、ターフェニリル基、3,5−ジフェニルフェニル基、3,4−ジフェニルフェニル基、ペンタフェニルフェニル基、4−(2,2−ジフェニルビニル)フェニル基、4−(1,2,2−トリフェニルビニル)フェニル基、フルオレニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、9−アントリル基、2−アントリル基または9−フェナントリル基であり、
より好ましくはメチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、3,7−ジメチルオクチル基、ベンジル基またはフェニル基であり、
更に好ましくはメチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基またはヘキシル基である。
Ar1は、2価の芳香族基を表す。この芳香族基は、フッ素原子、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20のアリールオキシ基および置換基を有していてもよい炭素原子数2〜20のアシル基からなる群より選ばれる基を置換基として有していてもよい。)
y=1 ポリ(パラフェニレンアミン)(「ロイコエメラルディン」と呼ばれることもある。)
y=0.5 ポリ(パラフェニレンアミンイミン)(「エメラルディン」と呼ばれることもある。)
y=0 ポリ(パラフェニレンイミン)(「ペルニグラニリン」と呼ばれることもある。)
前記式(1)で表される構造単位を有する化合物の製造方法としては、例えば、芳香環の水素原子の1つがアミノアルキル基に置換されたアニリン化合物を用いて、塩酸水溶液中、過硫酸アンモニウムを反応させる方法(例えば、実験化学講座(丸善第4版)28巻「高分子合成」342−343頁の実験例4・74記載のポリアニリン合成法等の公知の方法)を適用することができる。この反応により得られた化合物の分子量や化学構造は、ゲル浸透クロマトグラフィー、核磁気共鳴スペクトル(NMR)等の通常の分析手段により求めることができる。
本発明の二酸化炭素吸着材の形状は、例えば、膜、粉末、ペレットである。これらの中でも、通電がし易いので、気体中(例えば、大気中)から二酸化炭素を除去する目的で利用する際には、膜が好ましい。膜の形態には、例えば、単独膜、複合膜、多孔質膜がある。
本発明の二酸化炭素吸着材は、気体中から二酸化炭素を分離する装置にも応用することができる。また、純度の低い二酸化炭素を精製する装置(例えば、本発明の二酸化炭素吸着材に二酸化炭素を吸着させた後、通電により該二酸化炭素を放出させる装置)にも応用することができる。
二酸化炭素吸着・脱離の確認を行うための電解反応(電解還元、電解酸化)装置としては、北斗電工株式会社製のH型電解槽(HX−108)を用いた。
電解反応で電圧をかける装置としては、ALS製 モデル701Cデュアル電気化学アナライザーを用いた。
赤外吸収スペクトルについて、1543〜1582cm-1の範囲で最大となる−C(=O)−O-結合構造のピーク面積をピーク面積(P2)とし、1372〜1534cm-1の範囲で最大となるベンゼン環のsp2炭素−sp2炭素結合構造のピーク面積をピーク面積(P1)とした。そして、P2/P1を化合物の二酸化炭素の吸着率とした。
[ポリ(アミノメチル)アニリンの合成]
溶液Aを溶液Bに3分間かけて滴下し、0℃以下で3時間撹拌した後、10℃以下で2時間攪拌した。その後、反応液をアセトン水溶液400mL(アセトンと水の体積比は、アセトン:水=1:1)に滴下し、12時間攪拌した後、沈殿が生じたので、吸引ろ過して、この沈殿を取り出した。得られた沈殿をアセトン水溶液(アセトンと水の体積比は、アセトン:水=1:1)で繰り返し洗浄し、ろ液のpHが7になったことを確認後、沈殿を2.0mol/Lのアンモニア水82mLに入れて攪拌した。その後、吸引ろ過により沈殿をろ別した。得られた沈殿をアセトン水溶液(アセトンと水の体積比は、アセトン:水=1:1)で繰り返し洗浄し、ろ液のpHが7であることを確認した。50℃で1日間真空乾燥させることにより、褐色粉末のポリ(アミノメチル)アニリン0.36g(2−アミノベンジルアミン基準の重量収率13%、エメラルディン型)を得た。
まず、得られたポリ(アミノメチル)アニリンのFT−IRを測定し、ピーク面積(P2/P1)を算出した(二酸化炭素曝露時間0時間)。
続いて、ポリ(アミノメチル)アニリン50mgをサンプル瓶に入れ、このサンプル瓶をポリエチレン製カップに入れてから、ドライアイスを入れた後、アルミホイルで蓋をし、二酸化炭素中に曝露した。ドライアイスはなくならないように適宜追加した。二酸化炭素曝露5時間後に、FT−IRを測定し、ピーク面積比(P2/P1)を算出した(二酸化炭素曝露時間5時間)。得られた結果を表1に示す。
二酸化炭素曝露時間 P2/P1
0時間 0.000
5時間 0.034
[ポリアニリンの合成]
実験化学講座(丸善第4版)28巻「高分子合成」342−343頁の実験例4・74記載のポリアニリン合成法に従って、エメラルディン型ポリアニリン(粉末)0.71gを合成した。
まず、得られたポリアニリンのFT−IRを測定し、ピーク面積比(P2/P1)を算出した(二酸化炭素曝露時間0時間)。
続いて、ポリアニリン50mgをサンプル瓶に入れ、このサンプル瓶をポリエチレン製カップに入れてから、ドライアイスを入れた後、アルミホイルで蓋をし、二酸化炭素中に曝露した。ドライアイスはなくならないように適宜追加した。二酸化炭素曝露3時間にFT−IRを測定し、ピーク面積比(P2/P1)を算出した(二酸化炭素曝露時間3時間)。得られた結果を表2に示す。
二酸化炭素曝露時間 P2/P1
0時間 0.000
3時間 0.000
[ポリ(アミノメチル)アニリンの二酸化炭素吸着実験2]
まず、実施例1で得られたポリ(アミノメチル)アニリンを有機溶媒に溶解させて調製する溶液を用いれば、キャスト法により膜を得ることができる。そして、この膜を2つの電極で挟んで通電することにより、その導電性(二酸化炭素曝露前)を測定すると、導電性は著しく低いことが分かる。
続いて、この膜をプラスチック製のトレイに入れる。それをステンレス製カップの底に置き、そこにドライアイスの塊を置いた後、蓋をして数時間放置する。途中、ドライアイスがなくならないように、随時補充する。その後、前記膜を回収する。回収する膜を2つの電極で挟んで通電することにより、その導電性を測定すると、二酸化炭素曝露後の導電性は、二酸化炭素曝露前の導電性より高いことが分かる。
[二酸化炭素を吸着したポリ(アミノメチル)アニリンの膜からの二酸化炭素脱離実験]
実施例2において、二酸化炭素曝露後に得られた膜を2つの電極で挟んで通電を継続することにより、その導電性を測定すると、導電性は徐々に低下し、実施例2における二酸化炭素曝露前の導電性に近づく。
「E.D.Batesら、J.Am.Chem.Soc.2002, 124, 926−927.」に従って、2−ピペリジンエタノールを合成し、2−ピペリジンエタノールを二酸化炭素に曝露させると、二酸化炭素を吸着する。しかし、二酸化炭素を吸着後に、得られた2−ピペリジンエタノールに電圧を印加しても、導電率に経時的な変化はないので、二酸化炭素は脱離しないことが分かる。
[ポリ(アミノメチル)アニリンの二酸化炭素吸着・脱離実験]
図1に示す二酸化炭素吸着・脱離実験装置を用いて、ポリ(アミノメチル)アニリンの二酸化炭素吸着・脱離実験を行った。
すなわち、対電極と作用電極をナフィオン(登録商標)膜(Nafion117、Aldrich社より購入)で遮断したH型電解槽に、テトラ−n−ブチルアンモニウムテトラフルオロボレートのN,N−ジメチルホルムアミド溶液25ml(0.1mol/L)(テトラ−n−ブチルアンモニウムテトラフルオロボレート3.29gを100mLメスフラスコに仕込み、N,N−ジメチルホルムアミドに溶解させながら100mLにメスアップすることで調製した。)を、23℃にて、対電極側槽、作用電極側槽のそれぞれに加えた後、窒素ガスでバブリングすることで、作用電極側槽の気体を窒素ガスで置換した。
その後、実施例1で得られたポリ−(アミノメチルアニリン)0.27g(実施例1に記載の繰返し単位換算で(分子量479)、0.57mmol)を、作用電極側槽のテトラ−n−ブチルアンモニウムテトラフルオロボレートのN,N−ジメチルホルムアミド溶液中に分散させ、作用電極側槽の分散液を窒素ガスでバブリングした。その後、二酸化炭素と窒素ガスの混合ガス(二酸化炭素含有量は4500ppm。)を作用電極側槽に導入することで、二酸化炭素含有量が2400ppmである二酸化炭素と窒素の混合雰囲気を作用電極側槽に調製した。
23℃にて、作用電極側槽の気相部分をCO2検知器で吸引し、該CO2検知器より二酸化炭素濃度測定後に排出される気体で溶液をバブリングして循環させたところ、作用電極側槽の気相部分の二酸化炭素濃度は30分間で2100ppmまで減少した。
その後、23℃にて、対電極と作用電極の間に1.5Vの一定電圧で16C(クーロン)に達するまで電解酸化を行ったところ、70分間で作用電極側槽の気相部分の二酸化炭素濃度は2400ppmまで増加した。これらのことから、二酸化炭素の吸着および脱離が進行していることを確認した。
その後、23℃にて、対電極と作用電極の間に1.5Vの一定電圧で23Cに達するまで電解酸化を行ったところ、70分間で作用電極側槽の気相部分の二酸化炭素濃度は2300ppmまで増加した。これらのことから、二酸化炭素の吸着および脱離が再び進行していることを確認した。
(2a)…対電極
(2b)…作用電極
(2c)…参照電極
(3)…イオン交換膜
(4)…二酸化炭素検知器
(4a)…吸引口
(4b)…排気口
(5)…スターラーチップ
Claims (3)
- 下記式(1)で表される構造単位を有する化合物を含む、二酸化炭素吸着材。
aは1〜4の整数を表す。
R1は、炭素原子数1〜20の2価の有機基を表し、R1が2つ以上ある場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。
R2およびR3は、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1〜20のヒドロカルビル基を表す。複数あるR2は、同一であっても異なっていてもよい。R3が2つ以上ある場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。
2つのR1は結合して、それらが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。2つのR2は結合して、それらが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。2つのR3は結合して、それらが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。1つのR1と1つのR2は結合して、R1が結合する炭素原子およびR2が結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。1つのR1と1つのR3は結合して、それらが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。1つのR2と1つのR3は結合して、R2が結合する窒素原子およびR3が結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。) - 前記式(1)で表される構造単位を有する化合物が共役系化合物である、請求項1に記載の二酸化炭素吸着材。
- 前記式(1)で表される構造単位を有する化合物が、前記式(1)で表される構造単位のみからなる化合物である、請求項2に記載の二酸化炭素吸着材。
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