JP2017047412A - Acid gas adsorption material, production method therefor, acid gas recovery method, acid gas recovery unit and acid gas recovery system - Google Patents

Acid gas adsorption material, production method therefor, acid gas recovery method, acid gas recovery unit and acid gas recovery system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acid gas adsorption material capable of adsorbing selectively acid gas such as carbon dioxide by chemical absorption, and excellent in its adsorption amount.SOLUTION: An acid gas adsorption material contains a crosslinked product of a polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound and an amine compound having a primary or secondary aliphatic amino group.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、酸性ガス吸着材料及びその製造方法、酸性ガスの回収方法、酸性ガス回収ユニット、並びに酸性ガス回収システムに関する。   The present invention relates to an acid gas adsorbing material and a method for producing the same, an acid gas recovery method, an acid gas recovery unit, and an acid gas recovery system.

産業革命以降、化石燃料の消費の拡大に伴う大気中の二酸化炭素量の増加が、地球温暖化を引き起こす原因であると考えられている。各国間で温暖化対策について議論されており、その対策の一つとして、CCS(Carbon Dioxide Capture and Storage)と呼ばれる二酸化炭素回収貯留技術が注目されている。CCSは、火力発電所等から排出されるガス中の二酸化炭素を回収し液化して地中又は海中に貯留することで、大気中への二酸化炭素の排出量を削減する技術である。しかしながら、排ガス中の二酸化炭素濃度は10%程度と低く、そのままでは液化することができないため、排ガス中の二酸化炭素を回収して濃縮する工程が必要となる。   Since the Industrial Revolution, the increase in the amount of carbon dioxide in the atmosphere accompanying the expansion of fossil fuel consumption is considered to cause global warming. Global warming countermeasures are being discussed between countries, and as one of the countermeasures, carbon dioxide capture and storage technology called CCS (Carbon Dioxide Capture and Storage) is drawing attention. CCS is a technology that reduces carbon dioxide emissions into the atmosphere by collecting and liquefying carbon dioxide in gas discharged from thermal power plants and the like and storing it in the ground or in the sea. However, since the carbon dioxide concentration in the exhaust gas is as low as about 10% and cannot be liquefied as it is, a step for collecting and concentrating the carbon dioxide in the exhaust gas is required.

二酸化炭素の回収方法としては、塩基性のアミンを含む液体の吸収剤を使用した化学吸着による回収方法(特許文献1参照)、ゼオライト、活性炭、MOF(Metal Organic Framework)と呼ばれる金属錯体の多孔質材料等の固体吸着材を使用した物理吸着による回収方法(特許文献2及び非特許文献1参照)などが知られている。   Carbon dioxide recovery methods include a chemical adsorption recovery method using a liquid absorbent containing a basic amine (see Patent Document 1), zeolite, activated carbon, and porous metal complex called MOF (Metal Organic Framework). A recovery method by physical adsorption using a solid adsorbent such as a material (see Patent Document 2 and Non-Patent Document 1) is known.

特開2007−325996号公報JP 2007-325996 A 特開2009−62268号公報JP 2009-62268 A

Industrial& Engineering Chemistry Research, 2012, 51, 1438-1463Industrial & Engineering Chemistry Research, 2012, 51, 1438-1463

しかしながら、特許文献1に記載の吸収剤では、吸収剤中のアミンが揮発し大気中に一部放出されるため、環境への影響が懸念されると共にアミンの補充コストが嵩むおそれがある。したがって、例えば化学吸着が可能な固体吸着材の使用が望まれるが、吸着量に優れる化学吸着が可能な固体吸着材は必ずしも実現されていない。   However, in the absorbent described in Patent Document 1, since the amine in the absorbent volatilizes and is partially released into the atmosphere, there is a concern about the influence on the environment and the replenishment cost of the amine may increase. Therefore, for example, use of a solid adsorbent capable of chemical adsorption is desired, but a solid adsorbent capable of chemical adsorption excellent in the amount of adsorption is not necessarily realized.

一方、特許文献2又は非特許文献1に記載の固体吸着材では、ファンデルワールス力を利用した物理吸着により所定の分子サイズを有するガスが分離されるため、分子サイズが近いガスから所望のガスのみを選択的に吸着させることが難しく、また、水蒸気共存下では水蒸気との競争的な吸着となり、吸着性能の低下が生じるおそれがある。   On the other hand, in the solid adsorbent described in Patent Document 2 or Non-Patent Document 1, a gas having a predetermined molecular size is separated by physical adsorption using van der Waals force. It is difficult to selectively adsorb only, and in the presence of water vapor, there is a possibility of competitive adsorption with water vapor and a decrease in adsorption performance.

そこで、本発明は、化学吸着により二酸化炭素等の酸性ガスを選択的に吸着でき、かつその吸着量に優れる酸性ガス吸着材料及びその製造方法、酸性ガスの回収方法、酸性ガス回収ユニット、並びに酸性ガス回収システムを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides an acidic gas adsorbing material that can selectively adsorb an acidic gas such as carbon dioxide by chemical adsorption and has an excellent amount of adsorption, a method for producing the same, an acid gas recovery method, an acid gas recovery unit, and an acid gas An object is to provide a gas recovery system.

本発明の一側面は、多官能グリシジルエーテル型固形エポキシ化合物と、一級又は二級の脂肪族アミノ基を有するアミン化合物との架橋物を含有する酸性ガス吸着材料である。   One aspect of the present invention is an acid gas adsorbing material containing a cross-linked product of a polyfunctional glycidyl ether type solid epoxy compound and an amine compound having a primary or secondary aliphatic amino group.

本発明の他の側面は、有機微粒子の凝集体を含有する酸性ガス吸着材料である。   Another aspect of the present invention is an acid gas adsorbing material containing an aggregate of organic fine particles.

酸性ガス吸着材料の比表面積は、1.0m/g以上であってよい。 The specific surface area of the acid gas adsorbing material may be 1.0 m 2 / g or more.

本発明の他の側面は、上記の酸性ガス吸着材料を備える酸性ガス回収ユニットである。   Another aspect of the present invention is an acid gas recovery unit including the acid gas adsorbing material.

本発明の他の側面は、上記の酸性ガス回収ユニットを備える酸性ガス回収システムである。   Another aspect of the present invention is an acid gas recovery system including the acid gas recovery unit.

本発明の他の側面は、上記の酸性ガス吸着材料を備える酸性ガス回収ユニット内に酸性ガスを含むガスを導入し、酸性ガスを酸性ガス吸着材料に吸着させる工程と、酸性ガス回収ユニット内の温度を変化させて、酸性ガスを酸性ガス吸着材料から脱着させる工程と、を備える酸性ガスの回収方法である。   In another aspect of the present invention, a step of introducing a gas containing an acid gas into an acid gas recovery unit including the acid gas adsorbing material described above to adsorb the acid gas to the acid gas adsorbing material; And a step of desorbing the acidic gas from the acidic gas adsorbing material by changing the temperature.

本発明の他の側面は、多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物と、一級又は二級の脂肪族アミノ基を有するアミン化合物とを有機溶媒中で反応させて酸性ガス吸着材料を得る工程を備え、エポキシ化合物は有機溶媒に難溶であり、有機溶媒はエポキシ化合物及びアミン化合物に対して不活性である、酸性ガス吸着材料の製造方法である。   Another aspect of the present invention includes a step of obtaining an acid gas adsorbing material by reacting a polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound with an amine compound having a primary or secondary aliphatic amino group in an organic solvent, The compound is hardly soluble in an organic solvent, and the organic solvent is inactive with respect to the epoxy compound and the amine compound.

上記製造方法において、有機溶媒は、脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、脂肪族アルコール溶媒、エーテル溶媒及びハロゲン含有有機溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種であってよい。   In the above production method, the organic solvent may be at least one selected from the group consisting of an aliphatic hydrocarbon solvent, an aromatic hydrocarbon solvent, an aliphatic alcohol solvent, an ether solvent, and a halogen-containing organic solvent.

上記製造方法において、エポキシ化合物は、有機溶媒に対して0.01〜20質量%の溶解性を示してよい。   In the said manufacturing method, an epoxy compound may show the solubility of 0.01-20 mass% with respect to the organic solvent.

上記製造方法において、アミン化合物に対するエポキシ化合物の当量比が0.7〜1.2となるように、エポキシ化合物とアミン化合物とを反応させてよい。   In the said manufacturing method, you may make an epoxy compound and an amine compound react so that the equivalent ratio of the epoxy compound with respect to an amine compound may be 0.7-1.2.

本発明によれば、化学吸着により二酸化炭素等の酸性ガスを選択的に吸着でき、かつその吸着量に優れる酸性ガス吸着材料及びその製造方法、酸性ガスの回収方法、酸性ガス回収ユニット、並びに酸性ガス回収システムを提供することができる。   According to the present invention, an acid gas adsorbing material that can selectively adsorb an acid gas such as carbon dioxide by chemical adsorption and has an excellent amount of adsorption, and a method for producing the same, an acid gas recovery method, an acid gas recovery unit, and an acid gas A gas recovery system can be provided.

酸性ガス回収システムの一実施形態を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing one embodiment of an acid gas recovery system. 酸性ガスの回収方法の一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of the collection | recovery method of acidic gas. 実施例1の樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)のSEM写真である。2 is a SEM photograph of the resin powder (acid gas adsorbing material) of Example 1. 実施例2の樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)のSEM写真である。3 is a SEM photograph of resin powder (acid gas adsorbing material) in Example 2. 実施例3の樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)のSEM写真である。4 is a SEM photograph of resin powder (acid gas adsorbing material) in Example 3. 実施例4の樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)のSEM写真である。It is a SEM photograph of the resin powder (acid gas adsorption material) of Example 4. 実施例5の樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)のSEM写真である。It is a SEM photograph of resin powder (acid gas adsorption material) of Example 5. 実施例6の樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)のSEM写真である。It is a SEM photograph of resin powder (acid gas adsorption material) of Example 6. 実施例7の樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)のSEM写真である。It is a SEM photograph of resin powder (acid gas adsorption material) of Example 7. 比較例2の樹脂粉末のSEM写真である。4 is a SEM photograph of a resin powder of Comparative Example 2. 比較例3の樹脂粉末のSEM写真である。6 is a SEM photograph of a resin powder of Comparative Example 3.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。本明細書において、「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In this specification, the term “process” is not limited to an independent process, and is included in this term if the intended purpose of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes. It is. The numerical range indicated by using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively. The content of each component in the composition means the total amount of the plurality of substances present in the composition unless there is a specific notice when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition.

<酸性ガス吸着材料(第1実施形態)>
第1実施形態に係る酸性ガス吸着材料は、多官能グリシジルエーテル型固形エポキシ化合物(以下、単に「多官能エポキシ化合物」ともいう)と、一級又は二級の脂肪族アミノ基を有するアミン化合物(以下、単に「アミン化合物」ともいう)との架橋物を含有する。この架橋物は、多官能グリシジルエーテル型固形エポキシ化合物と、一級又は二級の脂肪族アミノ基を有するアミン化合物とを反応させて得られる三次元架橋構造を有する架橋物であり、硬化物であるともいえる。
<Acid Gas Adsorbing Material (First Embodiment)>
The acidic gas adsorbing material according to the first embodiment includes a polyfunctional glycidyl ether type solid epoxy compound (hereinafter also simply referred to as “polyfunctional epoxy compound”) and an amine compound having a primary or secondary aliphatic amino group (hereinafter referred to as “polyfunctional epoxy compound”). , And also referred to as “amine compound”). This crosslinked product is a crosslinked product having a three-dimensional crosslinked structure obtained by reacting a polyfunctional glycidyl ether type solid epoxy compound with an amine compound having a primary or secondary aliphatic amino group, and is a cured product. It can be said.

(多官能エポキシ化合物)
多官能グリシジルエーテル型固形エポキシ化合物は、2つ以上のグリシジルエーテル基を有しており、室温(25℃)において固形(固体)である。グリシジルエーテル基は、下記式(1)で表される基である。

[式(1)中、*は結合手を表す。]
(Polyfunctional epoxy compound)
The polyfunctional glycidyl ether type solid epoxy compound has two or more glycidyl ether groups and is solid (solid) at room temperature (25 ° C.). The glycidyl ether group is a group represented by the following formula (1).

[In formula (1), * represents a bond. ]

多官能エポキシ化合物がルイス塩基性であるエーテル構造を有することにより、酸性ガスとの相互作用を促進できるため、吸着特性に優れる酸性ガス吸着材料が得られる。グリシジルエーテル基を有することにより、多官能エポキシ化合物は、求核性が高いアミン化合物と架橋物を形成する必要があるため、好ましくは、分子内にケトン構造又はエステル構造を有さない。この場合、アミン化合物との反応によりイミン構造又はアミド構造が生成することを回避できる。   Since the polyfunctional epoxy compound has a Lewis basic ether structure, the interaction with the acid gas can be promoted, so that an acid gas adsorbing material having excellent adsorption characteristics can be obtained. By having a glycidyl ether group, the polyfunctional epoxy compound needs to form a crosslinked product with an amine compound having high nucleophilicity, and therefore preferably does not have a ketone structure or an ester structure in the molecule. In this case, it can be avoided that an imine structure or an amide structure is formed by the reaction with the amine compound.

多官能エポキシ化合物は、溶媒中に多官能エポキシ化合物を分散させ、アミン化合物と溶媒中にわずかに溶解した多官能エポキシ化合物とを互いに反応させることができ、架橋物が好適に得られる観点から、室温(25℃)において固形である。多官能エポキシ化合物は、アミン化合物との反応温度において固形であることがより好ましい。具体的には、多官能エポキシ化合物が融点を測定可能なモノマー等である場合、融点は、好ましくは60℃以上、より好ましくは80℃以上、更に好ましくは100℃以上であり、また、例えば250℃以下であってよい。多官能エポキシ化合物が融点を測定不可能なポリマー等である場合、多官能エポキシ化合物の軟化点が上記範囲であることが好ましい。本発明における多官能エポキシ化合物の軟化点は、JIS K7234−1986「エポキシ樹脂の軟化点試験方法」に従って環球法で測定された軟化点を意味する。   From the viewpoint that the polyfunctional epoxy compound can disperse the polyfunctional epoxy compound in the solvent and allow the amine compound and the polyfunctional epoxy compound slightly dissolved in the solvent to react with each other, and a cross-linked product can be suitably obtained. Solid at room temperature (25 ° C.). The polyfunctional epoxy compound is more preferably solid at the reaction temperature with the amine compound. Specifically, when the polyfunctional epoxy compound is a monomer or the like whose melting point can be measured, the melting point is preferably 60 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, still more preferably 100 ° C. or higher. It may be below ℃. When the polyfunctional epoxy compound is a polymer whose melting point cannot be measured, the softening point of the polyfunctional epoxy compound is preferably in the above range. The softening point of the polyfunctional epoxy compound in the present invention means a softening point measured by a ring and ball method according to JIS K7234-1986 "Testing method for softening point of epoxy resin".

多官能エポキシ化合物は、吸着性能に更に優れる観点から、好ましくは芳香環を有する。多官能エポキシ化合物が芳香環を有することにより、酸性ガスが酸性ガス吸着材料の表面だけでなく内部にも浸透して吸着することができると推察される。特に酸性ガス吸着材料が主鎖中に芳香環を有する場合、酸性ガス吸着材料の柔軟性が低下し、最密充填構造をとりづらくなる。そのため、架橋物(酸性ガス吸着材料)内部の自由体積の増加に伴って、酸性ガスの透過性が向上し、吸着容量が向上する。一方で、酸性ガス吸着後の酸性ガス吸着材料は、再生するために加熱される必要があるため、加熱条件で分解しない化学的安定性を併せ持つことが好ましい。この点、多官能エポキシ化合物が芳香環を有することにより、架橋物(酸性ガス吸着材料)の耐熱性の向上も期待できる。   The polyfunctional epoxy compound preferably has an aromatic ring from the viewpoint of further excellent adsorption performance. It is presumed that when the polyfunctional epoxy compound has an aromatic ring, the acidic gas can permeate and adsorb not only on the surface of the acidic gas adsorbing material but also inside. In particular, when the acid gas adsorbing material has an aromatic ring in the main chain, the flexibility of the acid gas adsorbing material is lowered and it is difficult to adopt a close-packed structure. Therefore, as the free volume inside the cross-linked product (acid gas adsorbing material) increases, the permeability of the acid gas is improved and the adsorption capacity is improved. On the other hand, since the acid gas adsorbing material after the acid gas adsorption needs to be heated for regeneration, it is preferable that the acid gas adsorbing material also has chemical stability that does not decompose under heating conditions. In this respect, when the polyfunctional epoxy compound has an aromatic ring, an improvement in heat resistance of the crosslinked product (acid gas adsorbing material) can be expected.

芳香環としては、特に限定されず、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、チオフェン環、ピロール環、カルバゾール環、ピリジン環、イミダゾール環等が挙げられる。これらの芳香環は、置換基を有していても有していなくてもよい。多官能エポキシ化合物は、これらの芳香環の1つを有していてもよく、2つ以上を有していてもよい。   The aromatic ring is not particularly limited, and examples thereof include a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, fluorene ring, thiophene ring, pyrrole ring, carbazole ring, pyridine ring, and imidazole ring. These aromatic rings may or may not have a substituent. The polyfunctional epoxy compound may have one of these aromatic rings or may have two or more.

このような多官能エポキシ化合物としては、例えば下記式(2)で表される化合物が挙げられる。

[式(2)中、Aは芳香環を有するm価の有機基を表し、mは2以上の整数を表す。]
Examples of such a polyfunctional epoxy compound include a compound represented by the following formula (2).

[In Formula (2), A 1 represents an m-valent organic group having an aromatic ring, and m represents an integer of 2 or more. ]

で表される有機基は、好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、チオフェン環、ピロール環、カルバゾール環、ピリジン環及びイミダゾール環から選ばれる少なくとも1種の芳香環を有し、より好ましくはベンゼン環を有する。これらの芳香環は、置換基を有していても有していなくてもよい。mは、好ましくは2〜4の整数である。 The organic group represented by A 1 preferably has at least one aromatic ring selected from a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, fluorene ring, thiophene ring, pyrrole ring, carbazole ring, pyridine ring and imidazole ring. More preferably, it has a benzene ring. These aromatic rings may or may not have a substituent. m is preferably an integer of 2 to 4.

式(2)で表される多官能エポキシ化合物としては、9,9’−ビス[4−(グリシジルオキシ)フェニル]フルオレン、1,4−ジグリシジルオキシベンゼン、1,1’,2,2’−テトラキス[4−(グリシジルオキシ)フェニル]エタン、4,4’−(ジグリシジルオキシ)ビフェニル、1,5−(ジグリシジルオキシ)ナフタレン等が挙げられる。   As the polyfunctional epoxy compound represented by the formula (2), 9,9′-bis [4- (glycidyloxy) phenyl] fluorene, 1,4-diglycidyloxybenzene, 1,1 ′, 2,2 ′ -Tetrakis [4- (glycidyloxy) phenyl] ethane, 4,4 '-(diglycidyloxy) biphenyl, 1,5- (diglycidyloxy) naphthalene and the like.

で表される有機基がベンゼン環を有する場合、多官能エポキシ化合物は、好ましくは下記式(3)又は(4)で表される化合物である。 When the organic group represented by A 1 has a benzene ring, the polyfunctional epoxy compound is preferably a compound represented by the following formula (3) or (4).

式(3)中、Aは芳香環を有するm価の有機基又はm価の炭化水素基を表し、Rは水素原子又はアルキル基を表し、mは式(2)におけるmと同一の定義内容を表す。Aで表される有機基は、芳香環として、好ましくは、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、チオフェン環、ピロール環、カルバゾール環、ピリジン環及びイミダゾール環から選ばれる少なくとも1種を有する。これらの芳香環は、置換基を有していてもよく、該置換基は、酸素原子、窒素原子及び硫黄原子から選ばれる少なくとも1つの原子を有していてもよい。Aで表される有機基は、芳香環に加えて、酸素原子、窒素原子及び硫黄原子から選ばれる少なくとも1つの原子を含む基を有していてよい。Aで表されるm価の炭化水素基の炭素数は、例えば1〜5であってよい。Aが2価の炭化水素基(m=2)の場合、該炭化水素基は、例えば炭素数1〜5のアルキレン基であってよく、好ましくは炭素数1〜2のアルキレン基である。Rは、好ましくは水素原子、メチル基又はエチル基を表す。 In formula (3), A 2 represents an m-valent organic group or m-valent hydrocarbon group having an aromatic ring, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and m is the same as m in formula (2) Represents the definition content. The organic group represented by A 2 preferably has at least one kind selected from a naphthalene ring, an anthracene ring, a fluorene ring, a thiophene ring, a pyrrole ring, a carbazole ring, a pyridine ring and an imidazole ring as an aromatic ring. These aromatic rings may have a substituent, and the substituent may have at least one atom selected from an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom. The organic group represented by A 2 may have a group containing at least one atom selected from an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom in addition to the aromatic ring. The carbon number of the m-valent hydrocarbon group represented by A 2 may be, for example, 1 to 5. When A 2 is a divalent hydrocarbon group (m = 2), the hydrocarbon group may be, for example, an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and preferably an alkylene group having 1 to 2 carbon atoms. R 1 preferably represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group.

式(3)で表される多官能エポキシ化合物としては、9,9’−ビス[4−(グリシジルオキシ)フェニル]フルオレン、1,1’,2,2’−テトラキス[4−(グリシジルオキシ)フェニル]エタン、ビスフェノールA型エポキシ化合物(エポキシ樹脂)、ビスフェノールF型エポキシ化合物(エポキシ樹脂)、ビスフェノールS型エポキシ化合物(エポキシ樹脂)、ノボラック型エポキシ化合物(エポキシ樹脂)等が挙げられる。   As the polyfunctional epoxy compound represented by the formula (3), 9,9′-bis [4- (glycidyloxy) phenyl] fluorene, 1,1 ′, 2,2′-tetrakis [4- (glycidyloxy) Phenyl] ethane, bisphenol A type epoxy compound (epoxy resin), bisphenol F type epoxy compound (epoxy resin), bisphenol S type epoxy compound (epoxy resin), novolac type epoxy compound (epoxy resin) and the like.

式(4)中、Rは水素原子又はアルキル基を表し、好ましくは水素原子、メチル基又はエチル基を表す。nは、1〜3の整数を表す。式(4)で表される多官能エポキシ化合物としては、1,4−ジグリシジルオキシベンゼン、4,4’−(ジグリシジルオキシ)ビフェニル等が挙げられる。 In formula (4), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group. n represents an integer of 1 to 3. Examples of the polyfunctional epoxy compound represented by the formula (4) include 1,4-diglycidyloxybenzene, 4,4 ′-(diglycidyloxy) biphenyl, and the like.

以上のような多官能エポキシ化合物は、1種単独で使用してもよく2種以上を組み合わせて使用してもよい。酸性ガス吸着材料(架橋物)を得る際に、物性を調節する目的で、多官能エポキシ化合物以外のその他の公知のエポキシ化合物を併用してもよい。   The above polyfunctional epoxy compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. When obtaining the acid gas adsorbing material (crosslinked product), other known epoxy compounds other than the polyfunctional epoxy compound may be used in combination for the purpose of adjusting the physical properties.

(アミン化合物)
アミン化合物は、一級又は二級の脂肪族アミノ基を有することで、多官能エポキシ化合物との付加反応後に三級アミンとなり、これが多官能エポキシ化合物の単独重合の触媒としても作用する。このとき、反応後のアミノ基の塩基性は保持されるため、高分子量化した架橋物(酸性ガス吸着材料)も塩基性を示す。そのため、二酸化炭素等の酸性ガスは、架橋物中に存在するアミノ基に中和反応によって吸着する。一級の脂肪族アミノ基は−NHで表される基であり、二級の脂肪族アミノ基は−NHRで表される基である。ここで、R、R及びRは、それぞれ独立に脂肪族炭化水素基を表す。該脂肪族炭化水素基の炭素数は、例えば1〜6であってよい。
(Amine compound)
Since the amine compound has a primary or secondary aliphatic amino group, it becomes a tertiary amine after the addition reaction with the polyfunctional epoxy compound, which also acts as a catalyst for homopolymerization of the polyfunctional epoxy compound. At this time, since the basicity of the amino group after the reaction is maintained, the high molecular weight crosslinked product (acid gas adsorbing material) also exhibits basicity. Therefore, acidic gas such as carbon dioxide is adsorbed to the amino group present in the cross-linked product by a neutralization reaction. The primary aliphatic amino group is a group represented by —NH 2 R 2 , and the secondary aliphatic amino group is a group represented by —NHR 3 R 4 . Here, R 2 , R 3 and R 4 each independently represent an aliphatic hydrocarbon group. Carbon number of this aliphatic hydrocarbon group may be 1-6, for example.

一方、三級のアミノ基のみを有するアミン化合物を使用した場合、多官能エポキシ化合物への付加反応よりも多官能エポキシ化合物の単独重合が優先するため、架橋物内部へアミノ基を導入できなくなるため、酸性ガス吸着材料の吸着特性は低下する。芳香族アミノ基を有するのみを有するアミン化合物を使用した場合、酸性ガス吸着材料の塩基性が低いため、酸性ガスに対する充分な吸着能力を得ることができない。   On the other hand, when an amine compound having only a tertiary amino group is used, the homopolymerization of the polyfunctional epoxy compound is prioritized over the addition reaction to the polyfunctional epoxy compound, which makes it impossible to introduce an amino group into the crosslinked product. In addition, the adsorption characteristics of the acid gas adsorbing material are deteriorated. When an amine compound having only an aromatic amino group is used, the acid gas adsorbing material has a low basicity, so that a sufficient adsorption capacity for acid gas cannot be obtained.

アミン化合物は、2以上のアミノ基を有し、該アミノ基の少なくとも1つが一級又は二級の脂肪族アミノ基であるアミン化合物であってよい。アミン化合物が2以上のアミノ基を有する場合、該アミノ基の少なくとも1つが一級又は二級の脂肪族アミノ基であれば、他のアミノ基が芳香族アミノ基、三級のアミノ基等であってもよい。   The amine compound may be an amine compound having two or more amino groups, and at least one of the amino groups is a primary or secondary aliphatic amino group. When the amine compound has two or more amino groups, if at least one of the amino groups is a primary or secondary aliphatic amino group, the other amino group is an aromatic amino group, a tertiary amino group, or the like. May be.

このようなアミン化合物としては、エチルアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、トリス(2−アミノエチル)アミン、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン、ピペラジン等が挙げられる。   Examples of such amine compounds include ethylamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tris (2-aminoethyl) amine, N, N′-bis (3-aminopropyl) ethylenediamine, piperazine and the like.

アミン化合物は、より少ない多官能エポキシ化合物で安定な三次元架橋構造を形成しやくなる観点から、好ましくは2以上のアミノ基を有するアミン化合物であり、より好ましくは2以上の一級又は二級の脂肪族アミノ基を有するアミン化合物であり、更に好ましくは2以上の一級又は二級の脂肪族アミノ基を有する脂肪族アミン化合物である。これらのアミン化合物の中でも、エチレンジアミン構造を更に有するアミン化合物が特に好ましい。エチレンジアミン構造は酸性ガスに対してキレート型の二座配位構造を形成することが可能であるため、より安定な吸着構造の形成が期待できる。   The amine compound is preferably an amine compound having two or more amino groups, more preferably two or more primary or secondary, from the viewpoint of easily forming a stable three-dimensional crosslinked structure with less polyfunctional epoxy compound. An amine compound having an aliphatic amino group, more preferably an aliphatic amine compound having two or more primary or secondary aliphatic amino groups. Among these amine compounds, an amine compound further having an ethylenediamine structure is particularly preferable. Since the ethylenediamine structure can form a chelate-type bidentate structure with respect to acidic gas, formation of a more stable adsorption structure can be expected.

酸性ガス吸着材料は、多官能エポキシ化合物とアミン化合物との架橋物からなっていてもよく、当該架橋物に加えて、多官能エポキシ化合物のみが互い重合した重合体等の他の成分を更に含有していてもよい。   The acid gas adsorbing material may consist of a cross-linked product of a polyfunctional epoxy compound and an amine compound, and in addition to the cross-linked product, further contains other components such as a polymer in which only the polyfunctional epoxy compound is polymerized with each other. You may do it.

<酸性ガス吸着材料(第2実施形態)>
第2実施形態に係る酸性ガス吸着材料は、有機微粒子の凝集体を含有する。有機微粒子の形状は、特に制限されない。ここで、有機微粒子とは、有機化合物で構成された微粒子であって、例えば100μm以下又は50.0μm以下、好ましくは20.0μm以下、より好ましくは15.0μm以下、更に好ましくは10.0μm以下、特に好ましくは5.0μm以下の平均1次粒子径を有する微粒子を意味する。有機微粒子の平均1次粒子径は、例えば、0.01μm以上、0.1μm以上、又は0.5μm以上であってよい。有機微粒子の平均1次粒子径は、走査型電子顕微鏡による外観観察により測定される面積平均1次粒子径を意味する。
<Acid Gas Adsorbing Material (Second Embodiment)>
The acidic gas adsorbing material according to the second embodiment contains an aggregate of organic fine particles. The shape of the organic fine particles is not particularly limited. Here, the organic fine particles are fine particles composed of an organic compound and are, for example, 100 μm or less or 50.0 μm or less, preferably 20.0 μm or less, more preferably 15.0 μm or less, and even more preferably 10.0 μm or less. Particularly preferably, it means fine particles having an average primary particle diameter of 5.0 μm or less. The average primary particle diameter of the organic fine particles may be, for example, 0.01 μm or more, 0.1 μm or more, or 0.5 μm or more. The average primary particle diameter of the organic fine particles means an area average primary particle diameter measured by appearance observation with a scanning electron microscope.

凝集体は、有機微粒子が凝集してなる。凝集体の形状は、特に制限されない。凝集体の平均径は、例えばカラムに充填した際の圧力損失及び死容積を低減する観点から、好ましくは1.0〜2000μm、より好ましくは5.0〜500μm、更に好ましくは10.0〜100μmである。凝集体の平均径は、レーザー光散乱回折法で測定される面積平均径を意味する。   The aggregate is formed by aggregation of organic fine particles. The shape of the aggregate is not particularly limited. The average diameter of the aggregate is preferably 1.0 to 2000 μm, more preferably 5.0 to 500 μm, and still more preferably 10.0 to 100 μm, for example, from the viewpoint of reducing pressure loss and dead volume when packed in a column. It is. The average diameter of the aggregate means an area average diameter measured by a laser light scattering diffraction method.

有機微粒子は、例えば下記式(5)で表される部分構造を有する樹脂の硬化物(架橋物)を含有する。
The organic fine particles contain, for example, a cured product (crosslinked product) of a resin having a partial structure represented by the following formula (5).

式(5)中、Rは水素原子又は脂肪族炭化水素基を表し、*は結合手を表す。Rで表される脂肪族炭化水素基の炭素数は、例えば1〜6であってよい。 In formula (5), R 5 represents a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group, and * represents a bond. The number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon group represented by R 5 may be 1 to 6, for example.

有機微粒子は、好ましくは下記式(6)で表される部分構造を有する樹脂の硬化物(架橋物)を含有する。
The organic fine particles preferably contain a cured product (crosslinked product) of a resin having a partial structure represented by the following formula (6).

式(6)中、A及びmはそれぞれ式(2)におけるA及びmと同一の定義内容を表し、Rは水素原子又は脂肪族炭化水素基を表し、Xはq価の有機基を表し、qは2以上の整数を表し、*は結合手を表す。複数のRは互いに同一でも異なっていてもよく、複数のR同士が結合していてもよい。Rで表される脂肪族炭化水素基の炭素数は、例えば1〜6であってよい。qは、好ましくは2〜4の整数、より好ましくは2である。 In formula (6), A 1 and m each represent the same definition as A 1 and m in formula (2), R 6 represents a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group, and X 1 represents a q-valent organic compound. Represents a group, q represents an integer of 2 or more, and * represents a bond. A plurality of R 6 may be the same as or different from each other, and a plurality of R 6 may be bonded to each other. The number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon group represented by R 6 may be 1 to 6, for example. q is preferably an integer of 2 to 4, more preferably 2.

で表される有機基は、好ましくは炭化水素基又はアミノ基、より好ましくは脂肪族炭化水素基又は脂肪族アミノ基である。Xで表される有機基の炭素数は、例えば1〜6であってよい。Xで表される有機基としては、具体的には、下記式(7)〜(11)のいずれかで表される基等が挙げられる。式(7)〜(11)中、*は結合手を表す。 The organic group represented by X 1 is preferably a hydrocarbon group or an amino group, more preferably an aliphatic hydrocarbon group or an aliphatic amino group. The number of carbon atoms in the organic group represented by X 1 may be, for example, 1-6. The organic group represented by X 1, and specific examples thereof include groups represented by any one of the following formulas (7) to (11). In formulas (7) to (11), * represents a bond.





有機微粒子は、より好ましくは下記式(12)又は(13)で表される部分構造を有する樹脂の硬化物(架橋物)を含有する。   The organic fine particles more preferably contain a cured product (crosslinked product) of a resin having a partial structure represented by the following formula (12) or (13).

式(12)中、R、X及びqはそれぞれ式(6)におけるR、X及びqと同一の定義内容を表し、A、R及びmはそれぞれ式(3)におけるA及びmと同一の定義内容を表し、*は結合手を表す。 In formula (12), R 6 , X 1 and q each represent the same definition as R 6 , X 1 and q in formula (6), and A 2 , R 1 and m each represent A in formula (3). It represents the same definition as 2 and m, and * represents a bond.

式(13)中、R及びXはそれぞれ式(6)におけるR及びXと同一の定義内容を表し、R及びnはそれぞれ式(4)におけるR及びnと同一の定義内容を表し、*は結合手を表す。 In the formula (13), represents the same definition as R 6 and X 1 in R 6 and X 1 are each formula (6), R 1 and n are the same definition as R 1 and n in each formula (4) Indicates the content, and * indicates a bond.

上述した樹脂の硬化物(架橋物)は、第1実施形態で説明した多官能エポキシ化合物とアミン化合物との架橋物であってよい。有機微粒子は、上述した樹脂の硬化物(架橋物)からなっていてもよく、当該樹脂の硬化物(架橋物)に加えて、第1実施形態で説明した多官能エポキシ化合物のみが互い重合した重合体等の他の成分を更に含有していてもよい。   The cured product (crosslinked product) of the resin described above may be a crosslinked product of the polyfunctional epoxy compound and the amine compound described in the first embodiment. The organic fine particles may consist of the cured product (crosslinked product) of the resin described above, and in addition to the cured product (crosslinked product) of the resin, only the polyfunctional epoxy compound described in the first embodiment is polymerized with each other. It may further contain other components such as a polymer.

以下では、上述した第1及び第2実施形態に係る酸性ガス吸着材料に共通する事項について説明する(以下、「酸性ガス吸着材料」との語は、第1及び第2実施形態に係る酸性ガス吸着材料の両方を意味する)。   Below, the matter common to the acidic gas adsorption material which concerns on 1st and 2nd embodiment mentioned above is demonstrated (henceforth, the word "acid gas adsorption material" means the acidic gas which concerns on 1st and 2nd embodiment. Meaning both adsorbent materials).

酸性ガス吸着材料における窒素含有量は、酸性ガスの吸着量に更に優れる観点から、酸性ガス吸着材料の全量を基準として、好ましくは1.0質量%以上、より好ましくは5.0質量%以上、更に好ましくは10.0質量%以上である。窒素含有量は、酸性ガス吸着材料の全量を基準として、例えば20.0質量%以下であってよい。本発明における窒素含有量は、Elementar社製のvario MICRO cube等を用いた元素分析により測定される。   The nitrogen content in the acid gas adsorbing material is preferably 1.0% by mass or more, more preferably 5.0% by mass or more, based on the total amount of the acid gas adsorbing material, from the viewpoint of further excellent acid gas adsorption amount. More preferably, it is 10.0 mass% or more. The nitrogen content may be, for example, 20.0% by mass or less based on the total amount of the acid gas adsorbing material. The nitrogen content in the present invention is measured by elemental analysis using a VARIO MICRO cube manufactured by Elementar.

酸性ガス吸着材料の比表面積は、酸性ガスの吸着量に更に優れる観点から、好ましくは1.0m/g以上、より好ましくは5.0m/g以上、更に好ましくは10.0m/g以上である。比表面積は、例えば1000m/g以下であってよい。本発明における比表面積は、吸着ガスとして窒素ガスを用いる定容法で測定し、BET多点法により算出した比表面積を意味する。 The specific surface area of the acid gas adsorbing material is preferably 1.0 m 2 / g or more, more preferably 5.0 m 2 / g or more, and still more preferably 10.0 m 2 / g, from the viewpoint of further excellent acid gas adsorption. That's it. The specific surface area may be, for example, 1000 m 2 / g or less. The specific surface area in the present invention means a specific surface area measured by a constant volume method using nitrogen gas as an adsorption gas and calculated by the BET multipoint method.

酸性ガス吸着材料の300℃における熱質量保持率は、酸性ガス吸着材料の熱安定性に優れる観点から、好ましくは85質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上である。本発明での300℃における熱質量保持率は、酸性ガス吸着材料を10℃/分の昇温速度で室温(25℃)から300℃まで加熱したときの質量変化(加熱後の質量/加熱前の質量×100(%))を意味する。   The heat mass retention rate at 300 ° C. of the acid gas adsorbing material is preferably 85% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and further preferably 95% by mass or more, from the viewpoint of excellent thermal stability of the acid gas adsorbing material. is there. The thermal mass retention at 300 ° C. in the present invention is the change in mass when the acidic gas adsorbing material is heated from room temperature (25 ° C.) to 300 ° C. at a rate of temperature increase of 10 ° C./min (mass after heating / before heating). Mass × 100 (%)).

酸性ガス吸着材料のガラス転移温度は、酸性ガス吸着材料の熱安定性に優れる観点から、好ましくは100℃以上、より好ましくは150℃以上、更に好ましくは200℃以上である。ガラス転移温度は、例えば250℃以下であってよい。本発明におけるガラス転移温度は、動的粘弾性測定装置を用いて測定される損失正接(tanδ)のピーク(2つ以上のピークが存在する場合は最も大きなピーク)に対応する温度を意味する。測定条件は、例えば、温度範囲:30〜250℃、昇温速度:5℃/分、周波数:1Hzであってよい。   The glass transition temperature of the acid gas adsorbing material is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher, further preferably 200 ° C. or higher, from the viewpoint of excellent thermal stability of the acid gas adsorbing material. The glass transition temperature may be 250 ° C. or lower, for example. The glass transition temperature in the present invention means a temperature corresponding to a loss tangent (tan δ) peak measured using a dynamic viscoelasticity measuring apparatus (the largest peak when two or more peaks are present). The measurement conditions may be, for example, a temperature range: 30 to 250 ° C., a heating rate: 5 ° C./min, and a frequency: 1 Hz.

<酸性ガス吸着材料の製造方法>
本実施形態に係る酸性ガス吸着材料の製造方法は、多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物と、一級又は二級の脂肪族アミノ基を有するアミン化合物とを有機溶媒中で反応させて酸性ガス吸着材料を得る工程を備える。
<Method for producing acid gas adsorbing material>
In the method for producing an acid gas adsorbing material according to the present embodiment, a polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound and an amine compound having a primary or secondary aliphatic amino group are reacted in an organic solvent to produce the acid gas adsorbing material. A obtaining step.

多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物は、2以上のグリシジルエーテル基を有しており、有機溶媒に対して難溶であればよい。   The polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound has two or more glycidyl ether groups and may be hardly soluble in an organic solvent.

多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物の有機溶媒に対する溶解性は、好ましくは、0.1〜20.0質量%、0.1〜10.0質量%、0.1〜5.0質量%、0.5〜20.0質量%、0.5〜10.0質量%、0.5〜5.0質量%、1.0〜20.0質量%、1.0〜10.0質量%又は1.0〜5.0質量%である。   The solubility of the polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound in the organic solvent is preferably 0.1 to 20.0 mass%, 0.1 to 10.0 mass%, 0.1 to 5.0 mass%, and 0.0. 5 to 20.0 mass%, 0.5 to 10.0 mass%, 0.5 to 5.0 mass%, 1.0 to 20.0 mass%, 1.0 to 10.0 mass%, or 1. It is 0-5.0 mass%.

本発明における溶解性は、25℃での有機溶媒に対する溶解度を意味し、具体的には、例えば以下のように測定される。25℃で有機溶媒に多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物を溶け残るまで加えて飽和溶液を調製し、これを60℃まで加温した後、再び25℃まで冷却し12時間放置する。上澄みをシリンジフィルタでろ過し、ろ液を秤量した後、150℃で1時間乾燥して乾燥質量を測定することにより、固形分質量及び溶液質量を算出し、以下の式に従って溶解度を求める。
溶解度(質量%)=固形分質量/溶液質量×100
The solubility in this invention means the solubility with respect to the organic solvent in 25 degreeC, and is specifically measured as follows, for example. A polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound is added to an organic solvent at 25 ° C. until it remains undissolved to prepare a saturated solution, which is heated to 60 ° C., then cooled again to 25 ° C. and left for 12 hours. The supernatant is filtered through a syringe filter, the filtrate is weighed, dried at 150 ° C. for 1 hour, and the dry mass is measured to calculate the solid mass and the solution mass, and the solubility is determined according to the following equation.
Solubility (mass%) = solid mass / solution mass × 100

多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物は、第1実施形態で説明した多官能グリシジルエーテル型固形エポキシ化合物であってよい。一級又は二級の脂肪族アミノ基を有するアミン化合物は、第1実施形態で説明した一級又は二級の脂肪族アミノ基を有するアミン化合物であってよい。   The polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound may be the polyfunctional glycidyl ether type solid epoxy compound described in the first embodiment. The amine compound having a primary or secondary aliphatic amino group may be the amine compound having a primary or secondary aliphatic amino group described in the first embodiment.

有機溶媒は、多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物及びアミン化合物に対して不活性な溶媒であれば特に限定されない。具体的には、有機溶媒は、ケトン、エステル、アミン、カルボン酸等以外の有機溶媒であればよい。有機溶媒は、好ましくは、脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、脂肪族アルコール溶媒、エーテル溶媒及びハロゲン含有有機溶媒から選ばれる。これらの溶媒は、1種単独で用いられてもよく、溶媒の沸点、エポキシ化合物の溶解性を調整する等の目的で、2種以上の溶媒を組み合わせて用いられてもよい。   An organic solvent will not be specifically limited if it is a solvent inactive with respect to a polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound and an amine compound. Specifically, the organic solvent may be an organic solvent other than ketones, esters, amines, carboxylic acids and the like. The organic solvent is preferably selected from an aliphatic hydrocarbon solvent, an aromatic hydrocarbon solvent, an aliphatic alcohol solvent, an ether solvent and a halogen-containing organic solvent. These solvents may be used alone or in combination of two or more solvents for the purpose of adjusting the boiling point of the solvent and the solubility of the epoxy compound.

脂肪族炭化水素溶媒としては、n−ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、イソオクタン、石油エーテル、ベンジン等が挙げられる。   Examples of the aliphatic hydrocarbon solvent include n-hexane, cyclohexane, methylcyclohexane, n-heptane, n-octane, isooctane, petroleum ether, benzine and the like.

芳香族炭化水素溶媒としては、トルエン、キシレン、メシチレン、ベンゼン等が挙げられる。   Examples of the aromatic hydrocarbon solvent include toluene, xylene, mesitylene, benzene and the like.

脂肪族アルコール溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール等が挙げられる。   Examples of the aliphatic alcohol solvent include methanol, ethanol, isopropanol, butanol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol, and the like.

エーテル溶媒としては、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール等が挙げられる。なお、上述のプロピレングリコールモノメチルエーテルのように、脂肪族多価アルコールの一部のヒドロキシ基のみがエーテル化された化合物(すなわち、少なくとも1つのヒドロキシ基を有する化合物)は、脂肪族アルコールに分類するものとする。   Examples of the ether solvent include diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, anisole and the like. In addition, a compound in which only a part of the hydroxy group of the aliphatic polyhydric alcohol is etherified (that is, a compound having at least one hydroxy group), such as propylene glycol monomethyl ether, is classified as an aliphatic alcohol. Shall.

ハロゲン含有有機溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、クロロベンゼン等が挙げられる。   Examples of the halogen-containing organic solvent include dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, chlorobenzene and the like.

有機溶媒は、好ましくは、アミン化合物を良好に溶解させつつ、上述のとおり、多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物が所定の溶解性を示す溶媒である。このような有機溶媒を用いることにより、溶液中において多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物に対してアミン化合物が過剰である環境を維持し、かつ該エポキシ化合物とアミン化合物との反応性を確保できる。   The organic solvent is preferably a solvent in which the polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound exhibits a predetermined solubility as described above while dissolving the amine compound well. By using such an organic solvent, it is possible to maintain an environment in which the amine compound is excessive with respect to the polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound in the solution and to ensure the reactivity between the epoxy compound and the amine compound.

多官能エポキシ化合物の有機溶媒に対する溶解性は、アミン化合物との反応性確保の観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.02質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0.5質量%以上、最も好ましくは1.0質量%以上である。多官能エポキシ化合物の有機溶媒に対する溶解性は、溶液中においてアミン化合物が過剰の環境を維持しつつも、暴走反応を抑制する観点から、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは5質量%以下である。多官能エポキシ化合物の有機溶媒に対する溶解性は、アミン化合物との反応性確保し、かつ溶液中においてアミン化合物が過剰の環境を維持しつつも、暴走反応を抑制する観点から、好ましくは、0.01〜20質量%、0.01〜10質量%、0.01〜5質量%、0.02〜20質量%、0.02〜10質量%、0.02〜5質量%、0.1〜20質量%、0.1〜10質量%、0.1〜5質量%、0.5〜20質量%、0.5〜10質量%、0.5〜5質量%、1.0〜20質量%、1.0〜10質量%、又は1.0〜5質量%である。   The solubility of the polyfunctional epoxy compound in the organic solvent is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.02% by mass or more, and still more preferably 0.1% by mass from the viewpoint of ensuring reactivity with the amine compound. Above, especially preferably 0.5% by mass or more, and most preferably 1.0% by mass or more. The solubility of the polyfunctional epoxy compound in the organic solvent is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, from the viewpoint of suppressing the runaway reaction while maintaining an excessive environment of the amine compound in the solution. More preferably, it is 5 mass% or less. The solubility of the polyfunctional epoxy compound in the organic solvent is preferably from the viewpoint of ensuring reactivity with the amine compound and suppressing the runaway reaction while maintaining an excessive environment in the solution. 01-20 mass%, 0.01-10 mass%, 0.01-5 mass%, 0.02-20 mass%, 0.02-10 mass%, 0.02-5 mass%, 0.1 20 mass%, 0.1-10 mass%, 0.1-5 mass%, 0.5-20 mass%, 0.5-10 mass%, 0.5-5 mass%, 1.0-20 mass% %, 1.0 to 10% by mass, or 1.0 to 5% by mass.

多官能エポキシ化合物の有機溶媒に対する溶解性は、以下のように測定される。すなわち、まず、例えばサンプル管中、25℃で有機溶媒に多官能エポキシ化合物を溶け残るまで加えて飽和溶液を調製し、これを60℃まで加温した後、再び25℃まで冷却し12時間放置する。次いで、上澄みをシリンジフィルタでろ過し、ろ液を5cmφのアルミ皿に約5g加え秤量した後、150℃で1時間乾燥して乾燥重量を測定して固形分重量及び溶液重量を算出する。各2回ずつ測定して平均値を溶解度とする。   The solubility of the polyfunctional epoxy compound in the organic solvent is measured as follows. That is, first, for example, in a sample tube, a polyfunctional epoxy compound is added to an organic solvent at 25 ° C. until it remains undissolved to prepare a saturated solution. The solution is heated to 60 ° C. To do. Next, the supernatant is filtered with a syringe filter, and about 5 g of the filtrate is added to a 5 cmφ aluminum dish and weighed. Then, the filtrate is dried at 150 ° C. for 1 hour, and the dry weight is measured to calculate the solid weight and the solution weight. Measure twice and take the average value as solubility.

有機溶媒の沸点は、好ましくは60℃以上、より好ましくは80℃以上、更に好ましくは100℃以上である。この場合、引火の危険性、及び加熱還流時の温度不足による反応性の低下を抑制できる。有機溶媒の沸点は、好ましくは180℃以下、より好ましくは150℃以下、更に好ましくは120℃以下である。この場合、乾燥後の残存溶媒の除去が容易になることに加えて、エポキシ化合物の反応熱等で予期せぬ温度上昇が起こった際にも、有機溶媒の沸点まで反応溶液の温度が上昇しないため、エポキシ化合物の溶解によるアミン化合物との急激な反応、又はエポキシ化合物同士の単独重合による反応の暴走を抑制できる。有機溶媒の沸点は、60〜180℃、80〜150℃、又は100〜120℃であってもよい。   The boiling point of the organic solvent is preferably 60 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, and still more preferably 100 ° C. or higher. In this case, it is possible to suppress a reduction in reactivity due to a risk of ignition and a lack of temperature during heating and reflux. The boiling point of the organic solvent is preferably 180 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower, and still more preferably 120 ° C. or lower. In this case, in addition to facilitating removal of the residual solvent after drying, the temperature of the reaction solution does not rise to the boiling point of the organic solvent even when an unexpected temperature rise occurs due to the reaction heat of the epoxy compound, etc. Therefore, rapid reaction with the amine compound due to dissolution of the epoxy compound or runaway reaction due to homopolymerization of the epoxy compounds can be suppressed. The boiling point of the organic solvent may be 60 to 180 ° C, 80 to 150 ° C, or 100 to 120 ° C.

有機溶媒として、エポキシ化合物とアミン化合物とでそれぞれ異なる溶媒を用いて溶液を調製した後、各溶液を混合してエポキシ化合物とアミン化合物とを反応させてもよい。この場合、それぞれの溶媒は相溶することが好ましい。   After preparing solutions using different solvents for the epoxy compound and the amine compound as the organic solvent, the solutions may be mixed to react the epoxy compound and the amine compound. In this case, each solvent is preferably compatible.

多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物とアミン化合物とは、好ましくは、酸性ガスの吸着部位となるアミノ基を酸性ガス吸着材料にできるだけ多く導入することができ、かつ、酸性ガス吸着材料において三次元架橋構造が形成されるような割合で反応させる。   The polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound and the amine compound are preferably capable of introducing as many amino groups as acid gas adsorption sites into the acid gas adsorbing material as much as possible. Is reacted at a rate such that.

アミン化合物に対する多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物の当量比(エポキシ化合物/アミン化合物)は、三次元架橋構造を形成しやすく、酸性ガス吸着材料の熱安定性に優れる観点から、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.8以上、更に好ましくは1.0以上である。当該当量比(エポキシ化合物/アミン化合物)は、酸性ガス吸着材料内部のアミノ基の量が増加し、酸性ガスの吸着量がより一層向上する観点から、好ましくは2.0以下、より好ましくは1.5以下、更に好ましくは1.2以下である。当該当量比(エポキシ化合物/アミン化合物)は、酸性ガス吸着材料の熱安定性の向上と吸着量の向上とを両立する観点から、好ましくは、0.7〜2.0、0.7〜1.5、0.7〜1.2、0.8〜2.0、0.8〜1.5、0.8〜1.2、1.0〜2.0、1.0〜1.5又は1.0〜1.2である。   The equivalent ratio of the polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound to the amine compound (epoxy compound / amine compound) is preferably 0.7 or more from the viewpoint of easy formation of a three-dimensional cross-linked structure and excellent thermal stability of the acid gas adsorbing material. More preferably, it is 0.8 or more, More preferably, it is 1.0 or more. The equivalent ratio (epoxy compound / amine compound) is preferably 2.0 or less, more preferably 1 from the viewpoint of increasing the amount of amino groups in the acid gas adsorbing material and further improving the amount of acid gas adsorbed. .5 or less, more preferably 1.2 or less. The equivalent ratio (epoxy compound / amine compound) is preferably 0.7 to 2.0, 0.7 to 1 from the viewpoint of achieving both improvement in thermal stability of the acid gas adsorbing material and improvement in the amount of adsorption. .5, 0.7-1.2, 0.8-2.0, 0.8-1.5, 0.8-1.2, 1.0-2.0, 1.0-1.5 Or 1.0-1.2.

アミン化合物のアミノ基に対する多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物のグリシジル基の当量比(グリシジル基/アミノ基)は、三次元架橋構造を形成しやすく、酸性ガス吸着材料の熱安定性に優れる観点から、好ましくは0.5以上、より好ましくは0.7以上、更に好ましくは1.0以上である。当該当量比(グリシジル基/アミノ基)は、酸性ガス吸着材料内部のアミノ基の量が増加し、酸性ガスの吸着量がより一層向上する観点から、好ましくは2.3以下、好ましくは2.0以下、より好ましくは1.5以下、更に好ましくは1.2以下である。当該当量比(グリシジル基/アミノ基)は、酸性ガス吸着材料の熱安定性の向上と吸着量の向上とを両立する観点から、好ましくは、0.5〜2.3、0.5〜2.0、0.5〜1.5、0.5〜1.2、0.7〜2.3、0.7〜2.0、0.7〜1.5、0.7〜1.2、1.0〜2.3、1.0〜2.0、1.0〜1.5又は1.0〜1.2である。また、アミン化合物の一級又は二級の脂肪族アミノ基に対する多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物のグリシジル基の当量比(グリシジル基/一級又は二級の脂肪族アミノ基)が、上記の範囲となることがより好ましい。   The equivalent ratio of the glycidyl group of the polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound to the amino group of the amine compound (glycidyl group / amino group) is easy to form a three-dimensional crosslinked structure, from the viewpoint of excellent thermal stability of the acid gas adsorbing material, Preferably it is 0.5 or more, More preferably, it is 0.7 or more, More preferably, it is 1.0 or more. The equivalent ratio (glycidyl group / amino group) is preferably 2.3 or less, more preferably 2. from the viewpoint of further increasing the amount of acid gas adsorbed by increasing the amount of amino groups in the acid gas adsorbing material. 0 or less, more preferably 1.5 or less, and still more preferably 1.2 or less. The equivalent ratio (glycidyl group / amino group) is preferably 0.5 to 2.3, 0.5 to 2 from the viewpoint of achieving both improvement in thermal stability of the acid gas adsorbing material and improvement in adsorption amount. 0.0, 0.5-1.5, 0.5-1.2, 0.7-2.3, 0.7-2.0, 0.7-1.5, 0.7-1.2 1.0 to 2.3, 1.0 to 2.0, 1.0 to 1.5, or 1.0 to 1.2. In addition, the equivalent ratio of the glycidyl group of the polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound to the primary or secondary aliphatic amino group of the amine compound (glycidyl group / primary or secondary aliphatic amino group) falls within the above range. Is more preferable.

有機溶媒中での多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物とアミン化合物との反応は、好ましくは20〜120℃、より好ましくは30〜60℃で、好ましくは2〜24時間、より好ましくは4〜12時間行われる。   The reaction between the polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound and the amine compound in an organic solvent is preferably 20 to 120 ° C, more preferably 30 to 60 ° C, preferably 2 to 24 hours, more preferably 4 to 12 hours. Done.

このようにして得られた反応分散液を例えばろ過して、そのろ過物を真空乾燥してもよい。次いで、例えば、真空乾燥後の固形物をブレンダ等で粉砕し、篩等を用いて分級して、粉末状の酸性ガス吸着材料を得ることができる。   The reaction dispersion liquid thus obtained may be filtered, for example, and the filtrate may be vacuum dried. Next, for example, the solid after vacuum drying is pulverized with a blender or the like, and classified using a sieve or the like, so that a powdered acidic gas adsorbing material can be obtained.

以上説明したような製造方法により、第1又は第2の実施形態に係る酸性ガス吸着材料が得られる。本製造方法では、有機溶媒に溶解したエポキシ化合物が高希釈条件下でアミン化合物と反応することで、得られる酸性ガス吸着材料は微粒子化され、比表面積が大きなものとなるため、良好な吸着特性を示す。   The acidic gas adsorbing material according to the first or second embodiment is obtained by the manufacturing method as described above. In this production method, an epoxy compound dissolved in an organic solvent reacts with an amine compound under high dilution conditions, so that the resulting acid gas adsorbent material is finely divided and has a large specific surface area. Indicates.

なお、従来の方法では、アミン化合物が過剰である環境下で反応させるためには、アミン化合物を含む溶液にエポキシ化合物を含む溶液を滴下する場合が多い。しかしながら、本実施形態で用いる多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物は溶媒への溶解性が低く、エポキシ化合物溶液として滴下することが難しい。そこで、本実施形態の製造方法では、エポキシ化合物が溶解しにくい有機溶媒を使用して、エポキシ化合物の分散液にアミン化合物を加えることで、溶液として滴下が困難なエポキシ化合物をアミン化合物が過剰である環境下で反応させることができる。本発明者らは、より詳細な理由を次のように考えている。   In addition, in the conventional method, in order to make it react in the environment where an amine compound is excess, the solution containing an epoxy compound is dripped at the solution containing an amine compound in many cases. However, the polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound used in this embodiment has low solubility in a solvent and is difficult to add dropwise as an epoxy compound solution. Therefore, in the manufacturing method of the present embodiment, an amine compound is added to the epoxy compound dispersion using an organic solvent in which the epoxy compound is difficult to dissolve, so that the amine compound is excessive in the epoxy compound that is difficult to be dropped as a solution. It can be reacted under certain circumstances. The present inventors consider a more detailed reason as follows.

一般的に、固形エポキシ化合物等の難溶性のエポキシ化合物は、アミン化合物溶液中において固体表面でアミン化合物と反応するため、反応は非常に遅くほとんど進行しない。そのため、この反応系では、わずかに溶解した低濃度のエポキシ化合物がアミン化合物と反応することになり、エポキシ化合物は、常にアミン化合物が過剰である環境下でアミン化合物と反応することができる。加えて、この製造方法では、一級又は二級の脂肪族アミノ基を有するアミン化合物を用いるため、アミン化合物の脂溶性が高く、その結果、エポキシ化合物とアミン化合物との反応生成物の溶解性も高まるため、反応生成物が析出することなく所望の架橋構造が形成されるまで反応が進行する。   Generally, a hardly soluble epoxy compound such as a solid epoxy compound reacts with an amine compound on a solid surface in an amine compound solution, and thus the reaction is very slow and hardly proceeds. Therefore, in this reaction system, a slightly dissolved low concentration epoxy compound reacts with the amine compound, and the epoxy compound can always react with the amine compound in an environment where the amine compound is excessive. In addition, since this production method uses an amine compound having a primary or secondary aliphatic amino group, the amine compound has high fat solubility, and as a result, the solubility of the reaction product of the epoxy compound and the amine compound is also high. Therefore, the reaction proceeds until a desired crosslinked structure is formed without precipitation of the reaction product.

<酸性ガス回収システム及び酸性ガスの回収方法>
図1は、酸性ガス回収システム(酸性ガス回収装置)の一実施形態を示す模式図である。図1に示すように、酸性ガス回収システム(酸性ガス回収装置)1は、ガス流入路2と、第1の酸性ガス回収ユニット3a及びそれに接続された第1のガス流出路4aと、第2の酸性ガス回収ユニット3b及びそれに接続された第2のガス流出路4bとを備えている。
<Acid gas recovery system and acid gas recovery method>
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of an acid gas recovery system (acid gas recovery device). As shown in FIG. 1, an acid gas recovery system (acid gas recovery device) 1 includes a gas inflow path 2, a first acid gas recovery unit 3a, a first gas outflow path 4a connected thereto, and a second Acid gas recovery unit 3b and a second gas outflow passage 4b connected thereto.

ガス流入路2は、酸性ガスを含むガスを例えば外部から流入させる。ガス流入路2は、流入させたガスを第1の酸性ガス回収ユニット3a及び第2の酸性ガス回収ユニット3bに導入可能なように、第1の二方弁5aを介して第1の酸性ガス回収ユニット3aに、第2の二方弁5bを介して第2の酸性ガス回収ユニット3bにそれぞれ接続されている。   The gas inflow path 2 allows gas containing acid gas to flow in from the outside, for example. The gas inflow path 2 is connected to the first acid gas via the first two-way valve 5a so that the introduced gas can be introduced into the first acid gas recovery unit 3a and the second acid gas recovery unit 3b. The recovery unit 3a is connected to the second acidic gas recovery unit 3b via the second two-way valve 5b.

第1及び第2のガス流出路4a,4bは、それぞれ第1及び第2の酸性ガス回収ユニット3a,3bからガスを流出させることが可能なように接続されている。第1のガス流出路4aは、第1の三方弁6aと二つのガス流出口7a,8aとを有しており、第1の三方弁6aによって二つのガス流出口7a,8aのいずれか一方からガスを例えば外部に流出させる。同様に、第2のガス流出路4bは、第2の三方弁6bと二つのガス流出口7b,8bとを有しており、第2の三方弁6bによって二つのガス流出口7b,8bのいずれか一方からガスを例えば外部に流出させる。   The 1st and 2nd gas outflow paths 4a and 4b are connected so that gas can be made to flow out from the 1st and 2nd acidic gas recovery units 3a and 3b, respectively. The first gas outflow passage 4a has a first three-way valve 6a and two gas outlets 7a and 8a, and one of the two gas outlets 7a and 8a is determined by the first three-way valve 6a. For example, gas is allowed to flow outside. Similarly, the second gas outflow passage 4b has a second three-way valve 6b and two gas outlets 7b and 8b. The second three-way valve 6b allows the two gas outlets 7b and 8b to be connected to each other. Gas is allowed to flow out from either one, for example.

第1及び第2の酸性ガス回収ユニット3a,3bは、例えば容器内に配置された第1及び第2の酸性ガス吸着材料9a,9bをそれぞれ備えている。第1及び第2の酸性ガス吸着材料9a,9bには、上述した第1又は第2実施形態に係る酸性ガス吸着材料が用いられる。第1及び第2の酸性ガス吸着材料9a,9bの形態は、特に限定されず、例えば粉末、ペレット、発泡体、シート、又は多孔質基材へ担持した複合体であってよい。   The first and second acidic gas recovery units 3a and 3b include first and second acidic gas adsorbing materials 9a and 9b, respectively, disposed in, for example, containers. The acid gas adsorbing material according to the first or second embodiment described above is used for the first and second acid gas adsorbing materials 9a and 9b. The form of the first and second acid gas adsorbing materials 9a and 9b is not particularly limited, and may be, for example, a powder, a pellet, a foam, a sheet, or a composite supported on a porous substrate.

この酸性ガス回収システム1では、まず、図2(a)に示すように、ガス流入路2を通じて例えば外部から酸性ガスを含むガスを流入させる。このとき、第1の二方弁5aを開放し、第2の二方弁5bを閉じることで、第1の酸性ガス回収ユニット3aのみにガスが導入される。   In this acidic gas recovery system 1, first, as shown in FIG. 2A, for example, gas containing acidic gas is introduced from the outside through the gas inflow path 2. At this time, by opening the first two-way valve 5a and closing the second two-way valve 5b, gas is introduced only into the first acid gas recovery unit 3a.

第1の酸性ガス回収ユニット3aに導入されたガスのうち、酸性ガスのみが選択的に第1の酸性ガス吸着材料9aに吸着される。このとき(吸着時)の第1の酸性ガス吸着材料9aの温度は、例えば20〜100℃であってよい。このとき、第1の三方弁6aを一方のガス流出口7a側へ開放することで、第1の酸性ガス回収ユニット3aに導入されたガスのうち、酸性ガス以外のガスを一方のガス流出口7aから例えば外部に流出させる。   Of the gas introduced into the first acidic gas recovery unit 3a, only the acidic gas is selectively adsorbed on the first acidic gas adsorbing material 9a. At this time (at the time of adsorption), the temperature of the first acidic gas adsorbing material 9a may be, for example, 20 to 100 ° C. At this time, by opening the first three-way valve 6a toward the one gas outlet 7a, gas other than the acid gas out of the gases introduced into the first acidic gas recovery unit 3a is supplied to one gas outlet. For example, it flows out from 7a to the outside.

次いで、図2(b)に示すように、第1の二方弁5aを閉じ、第2の二方弁5bを開放する。そうすると、ガス流入路2を通じて流入した酸性ガスを含むガスは、第2の酸性ガス回収ユニット3bのみに導入される。そして、上述した第1の酸性ガス回収ユニットと同様に、第2の酸性ガス回収ユニット3bでは、酸性ガスのみが選択的に第2の酸性ガス吸着材料9bに吸着され、また、第2の三方弁6bを一方のガス流出口7b側へ開放することで、酸性ガス以外のガスを一方のガス流出口7bから例えば外部に流出させる。   Next, as shown in FIG. 2 (b), the first two-way valve 5a is closed and the second two-way valve 5b is opened. If it does so, the gas containing the acidic gas which flowed in through the gas inflow path 2 will be introduce | transduced only into the 2nd acidic gas collection | recovery unit 3b. Similarly to the above-described first acidic gas recovery unit, in the second acidic gas recovery unit 3b, only the acidic gas is selectively adsorbed on the second acidic gas adsorbing material 9b, and the second three-way By opening the valve 6b toward the one gas outlet 7b, a gas other than the acid gas is allowed to flow out from the one gas outlet 7b, for example, to the outside.

一方、第1の酸性ガス回収ユニット3a内(第1の酸性ガス吸着材料9a)では、温度変化装置(図示せず)による温度変化が行われる。温度変化装置は、電熱ヒーター、ボイラ蒸気等による加熱装置であってよく、第1の酸性ガス回収ユニット3a内(第1の酸性ガス吸着材料9a)はこれらの加熱装置によって昇温される。第1の酸性ガス吸着材料9aの温度が上昇すると、第1の酸性ガス吸着材料9aに吸着された酸性ガスが脱着する。このとき(脱着時)の第1の酸性ガス吸着材料9aの温度は、例えば80〜200℃であってよい。   On the other hand, in the first acid gas recovery unit 3a (first acid gas adsorbing material 9a), a temperature change is performed by a temperature change device (not shown). The temperature change device may be a heating device using an electric heater, boiler steam, or the like, and the temperature inside the first acidic gas recovery unit 3a (first acidic gas adsorbing material 9a) is raised by these heating devices. When the temperature of the first acid gas adsorbing material 9a rises, the acid gas adsorbed on the first acid gas adsorbing material 9a is desorbed. At this time (at the time of desorption), the temperature of the first acidic gas adsorbing material 9a may be, for example, 80 to 200 ° C.

このとき、第1の三方弁6aを他方のガス流出口8a側へ開放することで、第1の酸性ガス吸着材料9aから脱着された酸性ガスを、他方のガス流出口8aから例えば酸性ガス回収容器(図示せず)へ流出させ、酸性ガスを回収する。   At this time, by opening the first three-way valve 6a toward the other gas outlet 8a, the acid gas desorbed from the first acid gas adsorbing material 9a can be recovered, for example, from the other gas outlet 8a. It is made to flow out to a container (not shown), and acidic gas is collect | recovered.

図2(b)に示すように、第1及び第2の酸性ガス吸着材料9a,9bにおいて酸性ガスの吸脱着を並行して実施する工程を、第1の酸性ガス吸着材料9aと第2の酸性ガス吸着材料9bとで吸脱着を交互に行いながら繰り返すことで、酸性ガスの連続的な回収が可能となる。   As shown in FIG. 2 (b), the first and second acidic gas adsorbing materials 9a and 9b perform the step of performing adsorption and desorption of acidic gas in parallel with the first acidic gas adsorbing material 9a and the second acidic gas adsorbing material 9a. By repeating adsorption and desorption alternately with the acid gas adsorbing material 9b, the acid gas can be continuously recovered.

以上説明したように、この酸性ガス回収システム1によれば、工業的に低コストであるいわゆる温度スイング方式で化学吸着により、酸性ガスを選択的にかつ優れた吸着量で吸着し、回収できる。すなわち、温度スイング方式の場合、廃熱を利用して酸性ガスを吸脱着できるため、例えば水蒸気共存下でもガスの選択性と吸着特性とを保持することができる。また、この酸性ガス回収システム1によれば、酸性ガスの回収工程を簡略化することができ、酸性ガスの回収コストを引き下げることができる。さらに、酸性ガス吸着材料9a,9bは、工業的に簡便な方法で作製することができ、比較的安価で量産性に優れるため、酸性ガスの回収コストを低減することができる。   As described above, according to the acidic gas recovery system 1, the acidic gas can be selectively adsorbed and recovered in an excellent adsorption amount by chemical adsorption by a so-called temperature swing method that is industrially low cost. That is, in the case of the temperature swing method, the acid gas can be adsorbed and desorbed using waste heat, so that, for example, gas selectivity and adsorption characteristics can be maintained even in the presence of water vapor. Moreover, according to this acidic gas collection | recovery system 1, the collection process of acidic gas can be simplified and the collection | recovery cost of acidic gas can be reduced. Furthermore, the acid gas adsorbing materials 9a and 9b can be produced by an industrially simple method, and are relatively inexpensive and excellent in mass productivity, so that the acid gas recovery cost can be reduced.

なお、上述した実施形態では、酸性ガス吸着材料が酸性ガスを吸着する温度で酸性ガスを含むガスが導入されるいわゆる吸着塔と、酸性ガスが酸性ガス吸着材料から脱着する温度で高純度の酸性ガスが取り出されるいわゆる脱着塔とを交互に切り替えて酸性ガスを回収する方式(バッチ方式)を用いたが、酸性ガスを回収する方式は、連続式であってもよい。   In the above-described embodiment, a so-called adsorption tower in which a gas containing an acidic gas is introduced at a temperature at which the acidic gas adsorbing material adsorbs the acidic gas, and a high-purity acidic acid at a temperature at which the acidic gas is desorbed from the acidic gas adsorbing material. Although a method (batch method) in which acid gas is recovered by alternately switching to a so-called desorption tower from which gas is taken out is used, a method of recovering acid gas may be a continuous method.

連続式とは、例えば、吸着工程を行う低温部分と、脱着工程を行う高温部分とが存在する容器内部に酸性ガス吸着材料を連続的に循環させることで、酸性ガスの吸着と脱着とを連続的に行う方式である。酸性ガス吸着材料を循環させる方法としては、例えば、流動床、ハニカムローター方式等を用いることができる。   The continuous type means, for example, that acid gas adsorption and desorption are continuously performed by continuously circulating an acid gas adsorbing material inside a container in which a low temperature part for performing an adsorption process and a high temperature part for performing a desorption process exist. It is a method to be performed automatically. As a method for circulating the acid gas adsorbing material, for example, a fluidized bed, a honeycomb rotor system or the like can be used.

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, these are the illustrations for description of this invention, and are not the meaning which limits the scope of the present invention only to these embodiment. The present invention can be implemented in various modes different from the above-described embodiments without departing from the gist thereof.

以下、本発明を実施例に基づいて更に具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further more concretely based on an Example, this invention is not limited to an Example.

<実施例1>
500mLの4口丸底セパラブルフラスコに撹拌羽根、冷却管、熱電対式温度計及び送液ポンプ用チューブを取り付け、冷却管の上部に三方コックを取り付けて窒素配管に接続した。セパラブルフラスコに1,4−ビス(グリシジルオキシ)ベンゼン(ナガセケムテックス株式会社、製品名「EX203」、エポキシ当量115g/eq.)56g(0.5mol)及びトルエン(和光純薬工業株式会社)100mLを加え、窒素置換した後、撹拌羽根をスリーワンモーター(アズワン株式会社、型番「BLW600」)にて500rpmで撹拌しながら、送液ポンプ(ヤマト科学株式会社、品番「7554−80」)でエチレンジアミン一水和物(和光純薬工業株式会社)20g(0.25mol)及び1−ブタノール(和光純薬工業株式会社)100mLを25℃で30分かけて滴下した。滴下終了後、室温(25℃)で撹拌を続けると溶液温度が反応熱によって上昇し、4時間後には36℃まで上昇した。さらに2時間撹拌した後、120℃で1時間加熱還流した。反応懸濁物を室温まで冷却した後、反応分散液をろ過した。ろ過物をテフロン(登録商標)コーティングバットに入れて、真空乾燥器(エスペック株式会社、型式「LCV−232」)にて100℃、100Paで真空乾燥した。重量減少が2%/30分以下になるまで乾燥した後、固形物をブレンダ(Waring社、型式「7012S」)で粉砕し、目開き100μmの篩を使用して100μm以下の粒径に分級して、エポキシ化合物とアミン化合物との架橋物である樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)66g(収率86%)を得た。得られた樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)のSEM写真を図3((a)5000倍、(b)1000倍)に示す。
<Example 1>
A 500 mL 4-neck round bottom separable flask was equipped with a stirring blade, a cooling pipe, a thermocouple thermometer, and a liquid feed pump tube, and a three-way cock was attached to the upper part of the cooling pipe and connected to a nitrogen pipe. In a separable flask, 1,4-bis (glycidyloxy) benzene (Nagase ChemteX Corporation, product name “EX203”, epoxy equivalent 115 g / eq.) 56 g (0.5 mol) and toluene (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) After adding 100 mL and substituting with nitrogen, the stirring blade was stirred at 500 rpm with a three-one motor (As One Co., Ltd., model number “BLW600”), and ethylenediamine with a liquid feed pump (Yamato Scientific Co., Ltd., product number “7554-80”). Monohydrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 20 g (0.25 mol) and 1-butanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 100 mL were added dropwise at 25 ° C. over 30 minutes. When stirring was continued at the room temperature (25 ° C.) after completion of the dropwise addition, the solution temperature rose due to the heat of reaction, and after 4 hours, the temperature rose to 36 ° C. After further stirring for 2 hours, the mixture was heated to reflux at 120 ° C. for 1 hour. After the reaction suspension was cooled to room temperature, the reaction dispersion was filtered. The filtrate was put in a Teflon (registered trademark) coating vat and vacuum-dried at 100 ° C. and 100 Pa in a vacuum dryer (Espec Corp., model “LCV-232”). After drying until the weight loss is 2% / 30 minutes or less, the solid is pulverized with a blender (Waring, model “7012S”), and classified to a particle size of 100 μm or less using a sieve with an opening of 100 μm. As a result, 66 g (yield 86%) of resin powder (acid gas adsorbing material) which is a cross-linked product of an epoxy compound and an amine compound was obtained. The SEM photograph of the obtained resin powder (acid gas adsorbing material) is shown in FIG. 3 ((a) 5000 times, (b) 1000 times).

<実施例2>
1,1,2,2−テトラキス[4−(グリシジルオキシ)フェニル]エタン(旭有機材工業株式会社、製品名「TEP−G」、エポキシ当量156g/eq.)78g(0.5mol)及びトルエン(和光純薬工業株式会社)100mLに、エチレンジアミン一水和物(和光純薬工業株式会社)20g(0.25mol)及び1−ブタノール(和光純薬工業株式会社)100mLを滴下した以外は実施例1と同様にして、樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)96g(収率98%)を得た。得られた樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)のSEM写真を図4((a)5000倍、(b)1000倍)に示す。
<Example 2>
1,1,2,2-tetrakis [4- (glycidyloxy) phenyl] ethane (Asahi Organic Material Industries Co., Ltd., product name “TEP-G”, epoxy equivalent 156 g / eq.) 78 g (0.5 mol) and toluene Example except that 20 g (0.25 mol) of ethylenediamine monohydrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 100 mL of 1-butanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added dropwise to 100 mL (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) In the same manner as in Example 1, 96 g (yield 98%) of resin powder (acid gas adsorbing material) was obtained. The SEM photograph of the obtained resin powder (acid gas adsorbing material) is shown in FIG. 4 ((a) 5000 times, (b) 1000 times).

<実施例3>
4,4’−ビス(グリシジルオキシ)ビフェニル及び4,4’−ビス(グリシジルオキシ)−3,3’,5,5‘−テトラメチルビフェニルの混合物(三菱化学株式会社、製品名「YL-6121H」、エポキシ当量163g/eq.)82g(0.50mol)及びトルエン(和光純薬工業株式会社)100mLに、エチレンジアミン一水和物(和光純薬工業株式会社)20g(0.25mol)及び1−ブタノール(和光純薬工業株式会社)100mLを滴下した以外は実施例1と同様にして、樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)92g(収率94%)を得た。得られた樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)のSEM写真を図5((a)5000倍、(b)1000倍)に示す。
<Example 3>
Mixture of 4,4′-bis (glycidyloxy) biphenyl and 4,4′-bis (glycidyloxy) -3,3 ′, 5,5′-tetramethylbiphenyl (Mitsubishi Chemical Corporation, product name “YL-6121H ”, Epoxy equivalent 163 g / eq.) 82 g (0.50 mol) and toluene (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 100 mL, ethylenediamine monohydrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 20 g (0.25 mol) and 1- 92 g (yield 94%) of a resin powder (acid gas adsorbing material) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 100 mL of butanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added dropwise. The SEM photograph of the obtained resin powder (acid gas adsorption material) is shown in FIG. 5 ((a) 5000 times, (b) 1000 times).

<実施例4>
1,4−ビス(グリシジルオキシ)ベンゼン(ナガセケムテックス株式会社、製品名「EX203」、エポキシ当量115g/eq.)28g(0.25mol)及びヘプタン(和光純薬工業株式会社)100mLに、エチレンジアミン一水和物(和光純薬工業株式会社)10g(0.13mol)及び1−ブタノール(和光純薬工業株式会社)20mLを滴下した以外は実施例1と同様にして、樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)34g(収率96%)を得た。得られた樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)のSEM写真を図6((a)5000倍、(b)1000倍)に示す。
<Example 4>
Ethylenediamine was added to 100 mL of 1,4-bis (glycidyloxy) benzene (Nagase ChemteX Corporation, product name “EX203”, epoxy equivalent 115 g / eq.) 28 g (0.25 mol) and heptane (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). Resin powder (acid gas adsorption) in the same manner as in Example 1 except that 10 g (0.13 mol) of monohydrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 20 mL of 1-butanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added dropwise. Material) 34 g (yield 96%) was obtained. The SEM photograph of the obtained resin powder (acid gas adsorbing material) is shown in FIG. 6 ((a) 5000 times, (b) 1000 times).

<実施例5>
1,4−ビス(グリシジルオキシ)ベンゼン(ナガセケムテックス株式会社、製品名「EX203」、エポキシ当量115g/eq.)28g(0.25mol)及びジブチルエーテル(和光純薬工業株式会社)100mLに、エチレンジアミン一水和物(和光純薬工業株式会社)20g(0.13mol)及び1−ブタノール(和光純薬工業株式会社)20mLを滴下した以外は実施例1と同様にして、樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)33g(収率94%)を得た。得られた樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)のSEM写真を図7((a)5000倍、(b)1000倍)に示す。
<Example 5>
To 100 mL of 1,4-bis (glycidyloxy) benzene (Nagase ChemteX Corporation, product name “EX203”, epoxy equivalent 115 g / eq.) 28 g (0.25 mol) and dibutyl ether (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Resin powder (acid gas) in the same manner as in Example 1 except that 20 g (0.13 mol) of ethylenediamine monohydrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 20 mL of 1-butanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added dropwise. 33 g (yield 94%) of adsorbent material was obtained. The SEM photograph of the obtained resin powder (acid gas adsorption material) is shown in FIG. 7 ((a) 5000 times, (b) 1000 times).

<実施例6>
1、4−ビス(グリシジルオキシ)ベンゼン(ナガセケムテックス株式会社、製品名「EX203」、エポキシ当量115g/eq.)28g(0.25mol)及び1−ブタノール(和光純薬工業株式会社)100mLにエチレンジアミン一水和物(和光純薬工業株式会社)10g(0.13mol)及び1−ブタノール(和光純薬工業株式会社)100mLを滴下した以外は実施例1と同様にして、樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)34g(収率95%)を得た。得られた樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)のSEM写真を図8((a)5000倍、(b)1000倍)に示す。
<Example 6>
1,4-bis (glycidyloxy) benzene (Nagase ChemteX Corporation, product name “EX203”, epoxy equivalent 115 g / eq.) 28 g (0.25 mol) and 1-butanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 100 mL Resin powder (acid gas) in the same manner as in Example 1 except that 10 g (0.13 mol) of ethylenediamine monohydrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 100 mL of 1-butanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added dropwise. 34 g (yield 95%) of adsorbent material was obtained. The SEM photograph of the obtained resin powder (acid gas adsorbing material) is shown in FIG. 8 ((a) 5000 times, (b) 1000 times).

<実施例7>
1,4−ビス(グリシジルオキシ)ベンゼン(ナガセケムテックス株式会社、製品名「EX203」、エポキシ当量115g/eq.)56g(0.5mol)及びトルエン(和光純薬工業株式会社)100mLに、ピペラジン(和光純薬工業株式会社)11g(0.13mol)及び1−ブタノール(和光純薬工業株式会社)100mLを滴下した以外は実施例1と同様にして、樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)38g(収率97%)を得た。得られた樹脂粉末(酸性ガス吸着材料)のSEM写真を図9((a)5000倍、(b)1000倍)に示す。
<Example 7>
Piperazine was added to 100 mL of 1,4-bis (glycidyloxy) benzene (Nagase ChemteX Corporation, product name “EX203”, epoxy equivalent 115 g / eq.) 56 g (0.5 mol) and toluene (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 38 g of resin powder (acid gas adsorbing material) in the same manner as in Example 1 except that 11 g (0.13 mol) and 1-butanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 100 mL were added dropwise. Yield 97%). The SEM photograph of the obtained resin powder (acid gas adsorption material) is shown in FIG. 9 ((a) 5000 times, (b) 1000 times).

<比較例1>
1,4−ビス(グリシジルオキシカルボニル)ベンゼン(ナガセケムテックス株式会社、製品名「EX711」、エポキシ当量138g/eq.)69g(0.5mol)及びトルエン(和光純薬工業株式会社)100mLにエチレンジアミン一水和物(和光純薬工業株式会社)20g(0.25mol)及び1−ブタノール(和光純薬工業株式会社)100mLを滴下した以外は実施例1と同様にして、樹脂粉末76gを得た。しかしながら、得られた樹脂粉末は架橋物ではなく、熱可塑性の樹脂粉末であった。FT−IR測定によりカルボニル基由来の吸収を確認した結果、原料のエポキシ化合物では1700cm−1付近に吸収が見られるのに対し、得られた樹脂粉末では1650cm−1付近に吸収が見られ、カルボニル基がアミド基に変化していることが分かった。つまり、目的物(エポキシ化合物とアミン化合物との架橋物)は得られなかった。
<Comparative Example 1>
1,4-bis (glycidyloxycarbonyl) benzene (Nagase ChemteX Corporation, product name “EX711”, epoxy equivalent 138 g / eq.) 69 g (0.5 mol) and toluene (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 100 mL with ethylenediamine 76 g of resin powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that 20 g (0.25 mol) of monohydrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 100 mL of 1-butanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added dropwise. . However, the obtained resin powder was not a crosslinked product but a thermoplastic resin powder. As a result of confirming the absorption derived from the carbonyl group by FT-IR measurement, absorption was observed in the vicinity of 1700 cm −1 in the raw material epoxy compound, whereas absorption was observed in the vicinity of 1650 cm −1 in the obtained resin powder. It was found that the group was changed to an amide group. That is, the target product (crosslinked product of epoxy compound and amine compound) was not obtained.

<比較例2>
500mLの4口丸底セパラブルフラスコに撹拌羽根、冷却管、熱電対式温度計及び送液ポンプ用チューブを取り付け、冷却管の上部に三方コックを取り付けて窒素配管に接続した。セパラブルフラスコにエチレンジアミン一水和物(和光純薬工業株式会社)20g(0.25mol)及び1−ブタノール(和光純薬工業株式会社)63gを加え窒素置換した後、撹拌羽根をスリーワンモーター(アズワン株式会社、型番「BLW600」)にて500rpmで撹拌しながら、送液ポンプ(ヤマト科学株式会社、型番「7554−80」)で50質量%のフェノールノボラック型エポキシ樹脂(ダウケミカルカンパニー、製品名「DEN431」、エポキシ当量175g/eq.)のトルエン(和光純薬工業株式会社)溶液を滴下して反応を行った。滴下により発熱するので溶液温度が85℃を超えないように滴下速度を調整した。「DEN431」が66g滴下された時点で反応液がゲル化した。ゲル化終了後、温度を120℃に上げて1時間加熱還流しながら撹拌を継続しゲルを粉砕した。ゲル粉砕物を室温まで冷却した後、蒸留水200gに分散し、ディゾルバでさらに粉砕した後、ゲル分散溶液をろ過した。ろ過物をテフロン(登録商標)コーティングバットに入れて真空乾燥器(エスペック株式会社、型式「LCV−232」)にて150℃、100Paで真空乾燥した。重量減少が2%/30分以内になるまで乾燥した後、固形物をブレンダ(Waring社、型式「7012S」)で粉砕し、目開き300μmの篩を使用して300μm以下の粒径に分級して、樹脂粉末56g(収率66%)を得た。得られた樹脂粉末のSEM写真を図10((a)5000倍、(b)1000倍)に示す。
<Comparative example 2>
A 500 mL 4-neck round bottom separable flask was equipped with a stirring blade, a cooling pipe, a thermocouple thermometer, and a liquid feed pump tube, and a three-way cock was attached to the upper part of the cooling pipe and connected to a nitrogen pipe. After adding 20 g (0.25 mol) of ethylenediamine monohydrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 63 g of 1-butanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to the separable flask and substituting with nitrogen, the stirring blade was replaced with a three-one motor (As One). 50% phenol novolak epoxy resin (Dow Chemical Company, product name “Dow Chemical Company,” with a liquid feed pump (Yamato Scientific Co., Ltd., model “7554-80”) while stirring at 500 rpm with a model number “BLW600”). DEN431 ”, epoxy equivalent of 175 g / eq.) In toluene (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) solution was added dropwise to react. Since the heat was generated by dropping, the dropping speed was adjusted so that the solution temperature did not exceed 85 ° C. When 66 g of “DEN431” was dropped, the reaction solution gelled. After the completion of gelation, the temperature was raised to 120 ° C., and stirring was continued while heating under reflux for 1 hour to grind the gel. The gel pulverized product was cooled to room temperature, then dispersed in 200 g of distilled water, further pulverized with a dissolver, and then the gel dispersion solution was filtered. The filtrate was placed in a Teflon (registered trademark) coating vat and vacuum dried at 150 ° C. and 100 Pa in a vacuum dryer (Espec Corp., model “LCV-232”). After drying until the weight loss is within 2% / 30 minutes, the solid is pulverized with a blender (Waring, model “7012S”) and classified to a particle size of 300 μm or less using a sieve having an opening of 300 μm. Thus, 56 g (yield 66%) of resin powder was obtained. The SEM photograph of the obtained resin powder is shown in FIG. 10 ((a) 5000 times, (b) 1000 times).

<比較例3>
エチレンジアミン一水和物35g(0.45mol)及び1−ブタノール80gに、50質量%のエチレングリコールジグリシジルエーテル(東京化成工業株式会社、「EGDE」、エポキシ当量87g/eq.)のトルエン溶液を滴下し、「EGDE」が77g滴下された時点で反応液がゲル化した以外は、比較例2と同様にして樹脂粉末57g(収率51%)を得た。得られた樹脂粉末のSEM写真を図11((a)5000倍、(b)1000倍)に示す。
<Comparative Example 3>
To 35 g (0.45 mol) of ethylenediamine monohydrate and 80 g of 1-butanol, a toluene solution of 50% by mass of ethylene glycol diglycidyl ether (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., “EGDE”, epoxy equivalent 87 g / eq.) Was added dropwise. Then, 57 g (yield 51%) of resin powder was obtained in the same manner as in Comparative Example 2, except that 77 g of “EGDE” was dropped. The SEM photograph of the obtained resin powder is shown in FIG. 11 ((a) 5000 times, (b) 1000 times).

<比較例4>
エチレンジアミン一水和物10g(0.13mol)及び1−ブタノール80gに、フェニルグリシジルエーテル(略称:PGE(和光純薬工業株式会社))77g(0.51mol)及びトルエン77gの溶液を滴下し、加熱還流を2時間行った以外は、実施例1と同様の操作を行ったが、反応液がゲル化せず、目的物(エポキシ化合物とアミン化合物との架橋物)を得ることができなかった。
<Comparative example 4>
To 10 g (0.13 mol) of ethylenediamine monohydrate and 80 g of 1-butanol, a solution of 77 g (0.51 mol) of phenylglycidyl ether (abbreviation: PGE (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)) and 77 g of toluene was added dropwise and heated. The same operation as in Example 1 was performed except that refluxing was performed for 2 hours. However, the reaction solution did not gel, and the target product (crosslinked product of an epoxy compound and an amine compound) could not be obtained.

実施例及び比較例における各種条件を表1,2にまとめる。なお、エポキシ化合物の溶解性は、以下の手順に従って測定した。   Various conditions in Examples and Comparative Examples are summarized in Tables 1 and 2. The solubility of the epoxy compound was measured according to the following procedure.

(溶解性)
サンプル管中、25℃において各実施例で用いた溶媒に各エポキシ化合物を溶け残るまで加えて飽和溶液を調製し、これを60℃まで加温した後、再び25℃まで冷却し12時間放置した。上澄みをシリンジフィルタでろ過し、ろ液を5cmφのアルミ皿に約5g加え秤量した後、150℃で1時間乾燥して乾燥重量を測定して固形分重量及び溶液重量を算出した。各2回ずつ測定して平均値を溶解度とした。
(Solubility)
In a sample tube, each epoxy compound was added to the solvent used in each example at 25 ° C. until it remained undissolved to prepare a saturated solution, which was heated to 60 ° C., then cooled again to 25 ° C. and left for 12 hours. . The supernatant was filtered with a syringe filter, and about 5 g of the filtrate was added to a 5 cmφ aluminum dish and weighed. Then, the filtrate was dried at 150 ° C. for 1 hour, the dry weight was measured, and the solid content weight and the solution weight were calculated. Measurement was performed twice, and the average value was taken as the solubility.

実施例で得られた樹脂粉末について、以下に示す評価を行った。結果を表1〜3に示す。   The resin powder obtained in the examples was evaluated as follows. The results are shown in Tables 1-3.

(熱安定性)
各樹脂粉末を6mmφの白金パンに約10mg入れ、空気雰囲気下、10℃/分の昇温速度で加熱したときの重量変化を熱重量分析装置(TGA)(株式会社日立ハイテクサイエンス、製品名「TG/DTA7200」)で測定し、300℃における重量保持率(質量%)を熱安定性の指標とした。
(Thermal stability)
About 10 mg of each resin powder was put into a 6 mmφ platinum pan and heated in an air atmosphere at a heating rate of 10 ° C./min, and the weight change was measured using a thermogravimetric analyzer (TGA) (Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., product name “ TG / DTA7200 "), and the weight retention (mass%) at 300 ° C was used as an index of thermal stability.

(比表面積)
自動比表面積・細孔径分布測定装置(日本ベル株式会社、製品名「BELSORP−mini II」)を用いて、各樹脂粉末を25℃で16時間真空脱気して前処理した後、室温(25℃)で定容法にて窒素ガスの吸着を測定し、BET多点法により比表面積を算出した。
(Specific surface area)
Each resin powder was vacuum degassed at 25 ° C. for 16 hours using an automatic specific surface area / pore size distribution measuring device (Bell Japan, product name “BELSORP-mini II”), and then pretreated at room temperature (25 The specific surface area was calculated by the BET multipoint method.

(凝集体の面積平均径)
レーザー回折・散乱法粒度分布測定装置(BECMAN COULTER株式会社、製品名「LS13320」)を用いて、純水に各樹脂粉末を分散させた分散液を測定し、面積百分率を算出して粒度分布を求めた。得られた粒度分布の相加平均値を凝集体の面積平均径とした。
(Area average diameter of aggregate)
Using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (BECMAN COULTER, product name “LS13320”), a dispersion in which each resin powder is dispersed in pure water is measured, and an area percentage is calculated to obtain a particle size distribution. Asked. The arithmetic average value of the obtained particle size distribution was defined as the area average diameter of the aggregate.

(有機微粒子の面積平均1次粒子径)
走査型電子顕微鏡(JEOL社、製品名「JCM−5000」)を用いて、有機微粒子の面積平均1次粒子径を測定した。具体的には、撮影したSEM画像上に無作為に縦方向に3本、横方向に3本の直線をそれぞれ引き、当該直線が通過する1次粒子の距離を測定し、その距離を各粒子iの1次粒子径diと定義した。各粒子iの表面積Siは、1次粒子が球形であると仮定して、下記式(14)により算出した。面積平均1次粒子径MAは、各粒子iの1次粒子径di及び各粒子iの表面積Siを用いて、下記式(15)により算出した。このときの観測データ数iが50〜100となるように、適切な拡大倍率のSEM写真を用いた。
(Area average primary particle size of organic fine particles)
The area average primary particle size of the organic fine particles was measured using a scanning electron microscope (JEOL, product name “JCM-5000”). Specifically, three straight lines in the vertical direction and three in the horizontal direction are randomly drawn on the photographed SEM image, and the distances of the primary particles passing through the straight lines are measured. The primary particle diameter di of i was defined. The surface area Si of each particle i was calculated by the following formula (14) on the assumption that the primary particles are spherical. The area average primary particle diameter MA was calculated by the following formula (15) using the primary particle diameter di of each particle i and the surface area Si of each particle i. An SEM photograph at an appropriate magnification was used so that the number of observation data i at this time was 50 to 100.

(二酸化炭素吸着量及び化学吸着性)
熱重量分析装置(TGA)を用い、以下の手順に従って各樹脂粉末の二酸化炭素(CO)吸着量及び化学吸着性を評価した。
まず、樹脂粉末を6mmφの白金パンに約10mg入れ、200mL/分の窒素気流下、150℃で重量変化がなくなるまで乾燥した後、窒素気流を200mL/分の二酸化炭素気流に切り替え、温度を50℃に下げた時の重量増加量を二酸化炭素吸着量とした。また、この時の二酸化炭素の吸着量を100質量部とし、次いで、50℃で保持したまま、二酸化炭素気流を200mL/分の窒素気流に切り替え、20分間放置後の重量減少量から二酸化炭素の脱着量を算出した。二酸化炭素の脱着量が吸着量に対して20質量部以下である場合を、吸着の分圧依存性がなく化学吸着性がある(表中「A」で示す)と判断し、20質量部を超える場合を化学吸着性がない(表中「B」で示す)と判断した。
(Carbon dioxide adsorption and chemical adsorption)
Using a thermogravimetric analyzer (TGA), the carbon dioxide (CO 2 ) adsorption amount and chemical adsorption of each resin powder were evaluated according to the following procedure.
First, about 10 mg of resin powder is put into a 6 mmφ platinum pan, dried under a nitrogen stream of 200 mL / min at 150 ° C. until there is no weight change, and then the nitrogen stream is switched to a carbon dioxide stream of 200 mL / min, and the temperature is set to 50. The amount of weight increase when the temperature was lowered to ° C. was defined as the carbon dioxide adsorption amount. Also, the amount of carbon dioxide adsorbed at this time is 100 parts by mass, and then the carbon dioxide stream is switched to a nitrogen stream of 200 mL / min while maintaining at 50 ° C. The desorption amount was calculated. When the desorption amount of carbon dioxide is 20 parts by mass or less with respect to the adsorption amount, it is determined that there is no dependency on the partial pressure of adsorption and there is chemical adsorption (indicated by “A” in the table), and 20 parts by mass When exceeding, it was judged that there was no chemical adsorption (indicated by “B” in the table).

表1,2より、多官能グリシジルエーテル型固形エポキシ化合物と、一級又は二級の脂肪族アミノ基を有するアミン化合物との架橋物は、良好なCO吸着量を示した。グリシジルエステル型の固形エポキシ化合物を使用した場合(比較例1)、アミンとエステルとが反応してアミドになる副反応のため架橋反応が阻害され、ゲル化しなかった。多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物の溶解性が0.1〜5.0質量%で、かつエポキシ化合物/アミン化合物の当量比が0.7〜1.2の範囲内にある場合(比較例3)、特に良好なCO吸着量を示した。これは、粒子径が小さくなり、それに伴い比表面積が高くなったためであると考えられる。 From Tables 1 and 2, a cross-linked product of a polyfunctional glycidyl ether type solid epoxy compound and an amine compound having a primary or secondary aliphatic amino group showed a good CO 2 adsorption amount. When a glycidyl ester type solid epoxy compound was used (Comparative Example 1), the cross-linking reaction was inhibited due to a side reaction in which an amine and an ester reacted to form an amide, and gelation did not occur. When the solubility of the polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound is 0.1 to 5.0% by mass and the equivalent ratio of epoxy compound / amine compound is in the range of 0.7 to 1.2 (Comparative Example 3) Particularly good CO 2 adsorption was shown. This is considered to be because the particle diameter was reduced and the specific surface area was increased accordingly.

1…酸性ガス回収システム、3a,3b…酸性ガス回収ユニット、9a,9b…酸性ガス吸着材料。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Acid gas recovery system, 3a, 3b ... Acid gas recovery unit, 9a, 9b ... Acid gas adsorption material.

Claims (10)

多官能グリシジルエーテル型固形エポキシ化合物と、一級又は二級の脂肪族アミノ基を有するアミン化合物との架橋物を含有する、酸性ガス吸着材料。   An acid gas adsorbing material comprising a cross-linked product of a polyfunctional glycidyl ether type solid epoxy compound and an amine compound having a primary or secondary aliphatic amino group. 有機微粒子の凝集体を含有する、酸性ガス吸着材料。   An acid gas adsorbing material containing aggregates of organic fine particles. 比表面積が1.0m/g以上である、請求項1又は2に記載の酸性ガス吸着材料。 The acidic gas adsorbing material according to claim 1 or 2, wherein the specific surface area is 1.0 m 2 / g or more. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の酸性ガス吸着材料を備える、酸性ガス回収ユニット。   An acid gas recovery unit comprising the acid gas adsorbing material according to claim 1. 請求項4に記載の酸性ガス回収ユニットを備える、酸性ガス回収システム。   An acid gas recovery system comprising the acid gas recovery unit according to claim 4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の酸性ガス吸着材料を備える酸性ガス回収ユニット内に酸性ガスを含むガスを導入し、前記酸性ガスを前記酸性ガス吸着材料に吸着させる工程と、
前記酸性ガス回収ユニット内の温度を変化させて、前記酸性ガスを前記酸性ガス吸着材料から脱着させる工程と、を備える酸性ガスの回収方法。
Introducing a gas containing an acidic gas into an acidic gas recovery unit comprising the acidic gas adsorbing material according to any one of claims 1 to 3, and causing the acidic gas adsorbing material to adsorb the acidic gas;
A step of changing the temperature in the acidic gas recovery unit to desorb the acidic gas from the acidic gas adsorbing material.
多官能グリシジルエーテル型エポキシ化合物と、一級又は二級の脂肪族アミノ基を有するアミン化合物とを有機溶媒中で反応させて酸性ガス吸着材料を得る工程を備え、
前記エポキシ化合物は前記有機溶媒に難溶であり、前記有機溶媒は前記エポキシ化合物及び前記アミン化合物に対して不活性である、酸性ガス吸着材料の製造方法。
Comprising a step of reacting a polyfunctional glycidyl ether type epoxy compound with an amine compound having a primary or secondary aliphatic amino group in an organic solvent to obtain an acid gas adsorbing material;
The method for producing an acidic gas adsorbing material, wherein the epoxy compound is hardly soluble in the organic solvent, and the organic solvent is inert to the epoxy compound and the amine compound.
前記有機溶媒が、脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、脂肪族アルコール溶媒、エーテル溶媒及びハロゲン含有有機溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項7に記載の酸性ガス吸着材料の製造方法。   The acidic gas adsorption according to claim 7, wherein the organic solvent is at least one selected from the group consisting of an aliphatic hydrocarbon solvent, an aromatic hydrocarbon solvent, an aliphatic alcohol solvent, an ether solvent, and a halogen-containing organic solvent. Material manufacturing method. 前記エポキシ化合物が前記有機溶媒に対して0.01〜20質量%の溶解性を示す、請求項7又は8に記載の酸性ガス吸着材料の製造方法。   The manufacturing method of the acidic gas adsorption material of Claim 7 or 8 with which the said epoxy compound shows the solubility of 0.01-20 mass% with respect to the said organic solvent. 前記アミン化合物に対する前記エポキシ化合物の当量比が0.7〜1.2となるように、前記エポキシ化合物と前記アミン化合物とを反応させる、請求項7〜9のいずれか一項に記載の酸性ガス吸着材料の製造方法。   The acidic gas according to any one of claims 7 to 9, wherein the epoxy compound and the amine compound are reacted so that an equivalent ratio of the epoxy compound to the amine compound is 0.7 to 1.2. Production method of adsorbent material.
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