JP2018001131A - Carbon dioxide separation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二酸化炭素分離装置に関する。 The present invention relates to a carbon dioxide separator.
二酸化炭素は、大気中の約0.04%を占める、地球上に広く存在する物質であるだけではなく、産業上広く用いられている。 Carbon dioxide is not only a widely existing material that occupies about 0.04% of the atmosphere, but is widely used in industry.
二酸化炭素の利用方法としては、例えば、炭酸飲料、入浴剤及び消火剤等の発泡用ガス、冷却等に用いられるドライアイス、及び自転車の緊急補充用エアー等が挙げられる。また、二酸化炭素は、超臨界状態にすることで、カフェイン等の抽出溶媒としても用いることができる。また、工業分野における加工に使用されるレーザや医療用レーザメス等に用いられる炭酸ガスレーザにも、二酸化炭素が用いられている。さらに、コンプレッサの冷媒として、フロン系冷媒の代わりに、二酸化炭素が用いられることもある。また、二酸化炭素は、農業分野においても、例えば、イチゴの促成栽培及び観賞用水槽の水草等の植物の成長を加速させるための二酸化炭素施肥等に用いられる。また、鮮農産物のCA(Controlled Atomosphere)貯蔵にも、二酸化炭素が用いられている。 Examples of the method of using carbon dioxide include carbonated beverages, foaming gases such as bathing agents and fire extinguishing agents, dry ice used for cooling, and air for emergency replenishment of bicycles. Carbon dioxide can also be used as an extraction solvent for caffeine and the like by setting it to a supercritical state. Carbon dioxide is also used in carbon dioxide lasers used in lasers used for processing in the industrial field, medical laser scalpels, and the like. Furthermore, carbon dioxide may be used as a refrigerant for the compressor instead of the chlorofluorocarbon refrigerant. Carbon dioxide is also used in the agricultural field for carbon dioxide fertilization for accelerating the growth of plants such as forcing cultivation of strawberries and aquatic plants in ornamental aquariums. Carbon dioxide is also used for CA (Controlled Atomophore) storage of fresh produce.
上記のように、二酸化炭素は、様々な分野で用いられており、二酸化炭素を空気から分離する等によって、二酸化炭素を得る方法が求められている。また、二酸化炭素は、地球温暖化の原因物質と言われている。このことからも、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を分離して、二酸化炭素を利用することが求められている。 As described above, carbon dioxide is used in various fields, and a method for obtaining carbon dioxide by separating carbon dioxide from air or the like is required. Carbon dioxide is said to cause global warming. For this reason as well, it is required to use carbon dioxide by separating it from a gas containing carbon dioxide.
空気等の、酸素と二酸化炭素とを含む混合ガスから、二酸化炭素を分離する方法としては、様々な方法が提案されている。この分離方法としては、例えば、二酸化炭素の吸着剤を用いて、空気中の二酸化炭素を吸着させ、その後、吸着剤に吸着された二酸化炭素を脱離することによって、空気中から二酸化炭素を分離する方法等が挙げられる。二酸化炭素を吸着する吸着剤としては、例えば、活性炭、アミン系溶媒、及び炭酸カリウム水溶液等が挙げられる。また、吸着剤を用いた、二酸化炭素の分離方法としては、より具体的には、高圧下で二酸化炭素を吸着剤に吸着させ、その後、減圧させて、吸着剤から二酸化炭素を脱離されるPSA(Pressure Swing Adsorption)法等が挙げられる。また、このPSA法により二酸化炭素を分離する際に用いられる吸着剤としては、特許文献1に記載の吸着剤が挙げられる。 Various methods have been proposed for separating carbon dioxide from a mixed gas containing oxygen and carbon dioxide, such as air. As this separation method, for example, carbon dioxide in the air is adsorbed using a carbon dioxide adsorbent, and then carbon dioxide adsorbed by the adsorbent is desorbed to separate carbon dioxide from the air. And the like. Examples of the adsorbent that adsorbs carbon dioxide include activated carbon, an amine solvent, and an aqueous potassium carbonate solution. Further, as a carbon dioxide separation method using an adsorbent, more specifically, PSA in which carbon dioxide is adsorbed on the adsorbent under high pressure and then depressurized to desorb carbon dioxide from the adsorbent. (Pressure Swing Adsorption) method and the like. Moreover, as an adsorbent used when carbon dioxide is separated by this PSA method, the adsorbent described in Patent Document 1 can be mentioned.
特許文献1には、ナトリウム含有アルミノケイ酸塩のナトリウムイオンの2〜80当量%がバリウムイオンでイオン交換された組成物からなる二酸化炭素の吸着剤が記載されている。 Patent Document 1 describes a carbon dioxide adsorbent comprising a composition in which 2 to 80 equivalent% of sodium ions of sodium-containing aluminosilicate are ion-exchanged with barium ions.
また、二酸化炭素を吸着及び分離する装置としては、例えば、特許文献2に記載の酸性ガス吸着脱離デバイスが挙げられる。 Moreover, as an apparatus which adsorb | sucks and isolate | separates a carbon dioxide, the acidic gas adsorption / desorption device of patent document 2 is mentioned, for example.
特許文献2には、酸化及び還元を行うことで、二酸化炭素等の酸性ガスの吸着及び脱離を行うことができる化合物並びに基材を含む酸性ガス吸着脱離層と、前記酸性ガス吸着脱離層を挟持する一対の電極とを有する酸性ガス吸着脱離デバイスが記載されています。 Patent Document 2 discloses a compound capable of adsorbing and desorbing an acidic gas such as carbon dioxide by oxidation and reduction, an acidic gas adsorption / desorption layer including a substrate, and the acidic gas adsorption / desorption. An acid gas adsorption / desorption device having a pair of electrodes sandwiching a layer is described.
特許文献1によれば、二酸化炭素の選択比率が高く、かつ、水分の多い条件でも吸収容量が大きい吸着剤であり、この吸着剤が、PSA法により二酸化炭素を分離濃縮するために好適に使用できることが開示されている。 According to Patent Document 1, it is an adsorbent having a high carbon dioxide selection ratio and a large absorption capacity even under conditions with a lot of moisture, and this adsorbent is suitably used for separating and concentrating carbon dioxide by the PSA method. It is disclosed that it can be done.
また、このようなPSA法により二酸化炭素を分離する方法は、上述したように、加圧及び減圧が必要である。また、吸着剤を用いた二酸化炭素の分離方法であれば、PSA法以外の方法であっても、吸着剤に吸着された二酸化炭素を脱離する操作、例えば、加熱処理等が必要である。このことから、吸着剤を用いた二酸化炭素の分離方法は、比較的多くのエネルギーを必要としたり、比較的大型の装置を必要とすることがあった。 Further, as described above, the method for separating carbon dioxide by such a PSA method requires pressurization and decompression. In addition, as long as it is a carbon dioxide separation method using an adsorbent, an operation for desorbing carbon dioxide adsorbed on the adsorbent, for example, heat treatment, is required even in a method other than the PSA method. For this reason, the carbon dioxide separation method using an adsorbent may require a relatively large amount of energy or a relatively large apparatus.
そこで、二酸化炭素の分離方法としては、二酸化炭素の分離に多くのエネルギーを用いずに、また、比較的大きな装置を用いない、簡便な方法で、二酸化炭素を分離できることが求められている。 Therefore, as a carbon dioxide separation method, it is required that carbon dioxide can be separated by a simple method without using much energy for carbon dioxide separation and without using a relatively large apparatus.
また、特許文献2によれば、固体状態で酸性ガスの吸着脱離を行うことができることが開示されている。具体的には、特許文献2に記載の方法は、まず、電極間に電圧を印加させて、酸性ガス吸着脱離層に、酸性ガスを吸着させる。その後、電極間に印加する電圧を、電極間に配置された酸性ガス吸着脱離層に流れる電流が吸着時とは反対方向になるように反転させて、前記酸性ガス吸着脱離層から酸性ガスを脱離させる。このように、特許文献2に記載の方法では、酸性ガス吸着脱離層に酸性ガスを吸着させる際と、吸着された酸性ガスを酸性ガス吸着脱離層から脱離させる際とでは、電極間に印加する電圧を反転させる。酸性ガスとして、二酸化炭素に着目して、この装置で、二酸化炭素を分離させようとしても、上述したように、電極間に印加する電圧を反転させる必要があった。このことから、特許文献2に記載の方法では、前記特許文献1に記載の吸着剤を用いた場合と同様、比較的多くのエネルギーを必要としたり、比較的大型の装置を必要とする場合があった。 Patent Document 2 discloses that acid gas can be adsorbed and desorbed in a solid state. Specifically, in the method described in Patent Document 2, first, a voltage is applied between the electrodes, and the acidic gas is adsorbed on the acidic gas adsorption / desorption layer. Thereafter, the voltage applied between the electrodes is reversed so that the current flowing in the acid gas adsorption / desorption layer disposed between the electrodes is in the direction opposite to that during adsorption, and the acid gas is desorbed from the acid gas adsorption / desorption layer. Is removed. As described above, in the method described in Patent Document 2, when the acidic gas is adsorbed to the acidic gas adsorption / desorption layer and when the adsorbed acidic gas is desorbed from the acidic gas adsorption / desorption layer, the electrode is separated. The voltage applied to is inverted. Focusing on carbon dioxide as the acid gas, even if it was attempted to separate carbon dioxide with this apparatus, it was necessary to reverse the voltage applied between the electrodes as described above. Therefore, in the method described in Patent Document 2, as in the case of using the adsorbent described in Patent Document 1, a relatively large amount of energy or a relatively large apparatus may be required. there were.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を簡易に分離することができる二酸化炭素分離装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this situation, Comprising: It aims at providing the carbon dioxide separator which can isolate | separate a carbon dioxide easily from the gas containing a carbon dioxide.
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。 As a result of various studies, the present inventor has found that the above object is achieved by the present invention described below.
本発明の一態様に係る二酸化炭素分離装置は、電解質層と、前記電解質層を挟んで、前記電解質層上に設けられた、一対の電極と、前記一対の電極間に電圧を印加する電圧印加部とを備え、前記一対の電極が、それぞれ、気体を透過可能な電極であり、前記電解質層が、二酸化炭素を溶解可能な電解液と、N−オキシラジカル基を分子内に有するレドックス化合物とを含む二酸化炭素分離装置である。 A carbon dioxide separator according to one embodiment of the present invention includes an electrolyte layer, a pair of electrodes provided on the electrolyte layer with the electrolyte layer interposed therebetween, and a voltage application that applies a voltage between the pair of electrodes. Each of the pair of electrodes is a gas permeable electrode, the electrolyte layer is an electrolyte solution capable of dissolving carbon dioxide, and a redox compound having an N-oxy radical group in the molecule. A carbon dioxide separator containing
このような構成によれば、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を簡易に分離することができる二酸化炭素分離装置を提供することができる。 According to such a configuration, it is possible to provide a carbon dioxide separator that can easily separate carbon dioxide from a gas containing carbon dioxide.
このことは、以下のことによると考えられる。 This is considered to be due to the following.
前記電圧印加部は、前記一対の電極間に電圧を印加するので、前記一対の電極の一方の電極と他方の電極とに電位差が生じる。以下、前記一方の電極の電位が、前記他方の電極の電位より低くなるように、電圧を印加する場合について説明する。 Since the voltage application unit applies a voltage between the pair of electrodes, a potential difference is generated between one electrode and the other electrode of the pair of electrodes. Hereinafter, a case where a voltage is applied so that the potential of the one electrode is lower than the potential of the other electrode will be described.
前記一対の電極は、前記電極周辺に存在する気体を透過させることができる。よって、前記電極を透過した気体は前記電解質層に接触する。そして、前記一方の電極側にある、気体に含まれる二酸化炭素が、電解質層に含まれる電解液に溶解される。 The pair of electrodes can transmit gas existing around the electrodes. Therefore, the gas which permeate | transmitted the said electrode contacts the said electrolyte layer. Then, carbon dioxide contained in the gas on the one electrode side is dissolved in the electrolyte solution contained in the electrolyte layer.
このとき、前記一方の電極の電位が、前記他方の電極の電位より低い。前記電解質層に含まれる前記レドックス化合物は、この電位の低い一方の電極に近い側では、N−オキシラジカル基が還元され、N−オキシアニオン基になる。電解液に溶解された二酸化炭素が、このN−オキシアニオン基と結合されるため、電解液への二酸化炭素の溶解が促進される。このことから、前記一方の電極に二酸化炭素が取り込まれることになる。 At this time, the potential of the one electrode is lower than the potential of the other electrode. In the redox compound contained in the electrolyte layer, an N-oxy radical group is reduced to a N-oxyanion group on the side close to the one electrode having a low potential. Since carbon dioxide dissolved in the electrolytic solution is combined with the N-oxyanion group, dissolution of carbon dioxide in the electrolytic solution is promoted. For this reason, carbon dioxide is taken into the one electrode.
一方、前記他方の電極の電位が、前記一方の電極の電位より高い。この電位の高い他方の電極に近い側では、前記電解質層に含まれる前記レドックス化合物は、N−オキシラジカル基がN−オキシアニオン基となっていたとしても、N−オキシアニオン基が酸化され、N−オキシラジカル基になる。このため、二酸化炭素が結合されたレドックス化合物が、前記電解質層における前記他方の電極側まで流動されると、前記レドックス化合物のN−オキシアニオン基と結合されていた二酸化炭素は、脱離される。このレドックス化合物から脱離された二酸化炭素は、前記他方の電極を透過する。このため、前記他方の電極側から、二酸化炭素が放出されることになる。 On the other hand, the potential of the other electrode is higher than the potential of the one electrode. On the side close to the other electrode having the higher potential, the redox compound contained in the electrolyte layer is oxidized in the N-oxyanion group even if the N-oxyradical group is an N-oxyanion group. It becomes an N-oxy radical group. For this reason, when the redox compound to which carbon dioxide is bonded flows to the other electrode side in the electrolyte layer, the carbon dioxide bonded to the N-oxyanion group of the redox compound is desorbed. Carbon dioxide desorbed from the redox compound passes through the other electrode. For this reason, carbon dioxide is released from the other electrode side.
以上のように、前記二酸化炭素分離装置は、前記一方の電極の電位が、前記他方の電極の電位より低くなるように、電極間に電圧を印加することによって、前記一方の電極側で、二酸化炭素を取り込み、前記他方の電極側で、二酸化炭素を放出することができると考えられる。 As described above, the carbon dioxide separator is configured such that, by applying a voltage between the electrodes so that the potential of the one electrode is lower than the potential of the other electrode, the carbon dioxide separation is performed on the one electrode side. It is considered that carbon can be taken in and carbon dioxide can be released on the other electrode side.
また、前記一方の電極の電位が、前記他方の電極の電位より高くなるように、電圧を印加することによって、前記他方の電極側で、二酸化炭素を取り込み、前記一方の電極側で、二酸化炭素を放出することができる。 Further, by applying a voltage so that the potential of the one electrode is higher than the potential of the other electrode, carbon dioxide is taken in on the other electrode side, and carbon dioxide is captured on the one electrode side. Can be released.
以上のことから、前記二酸化炭素分離装置は、一対の電極間に電圧を印加するだけで、電極間に印加する電圧を反転させることなく、二酸化炭素を分離することができる。よって、前記二酸化炭素分離装置は、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を簡易に分離することができる。 From the above, the carbon dioxide separator can separate carbon dioxide by only applying a voltage between a pair of electrodes without inverting the voltage applied between the electrodes. Therefore, the carbon dioxide separator can easily separate carbon dioxide from a gas containing carbon dioxide.
また、前記二酸化炭素分離装置において、前記一対の電極が、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を取り込む側の第1電極と、前記電解質層から二酸化炭素を放出する側の第2電極とからなり、前記電圧印加部は、前記第1電極の電位が前記第2電極の電位より常に低くなるように印加することが好ましい。 In the carbon dioxide separator, the pair of electrodes includes a first electrode on the side for taking in carbon dioxide from a gas containing carbon dioxide, and a second electrode on the side for releasing carbon dioxide from the electrolyte layer, The voltage application unit preferably applies the potential of the first electrode so that the potential of the first electrode is always lower than the potential of the second electrode.
このような構成によれば、前記第1電極の電位が、前記第2電極の電位より常に低くなるように、前記電圧印加部で印加するだけで、前記第1電極側で、二酸化炭素を取り込み、前記第2電極側で、二酸化炭素を放出することができる。よって、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素をより簡易に分離することができる。 According to such a configuration, carbon dioxide is taken in on the first electrode side simply by applying the voltage application unit so that the potential of the first electrode is always lower than the potential of the second electrode. Carbon dioxide can be released on the second electrode side. Therefore, carbon dioxide can be more easily separated from the gas containing carbon dioxide.
また、前記二酸化炭素分離装置において、前記レドックス化合物は、前記N−オキシラジカル基に4級炭素が2つ結合された化合物であることが好ましい。 In the carbon dioxide separator, the redox compound is preferably a compound in which two quaternary carbons are bonded to the N-oxy radical group.
このような構成によれば、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素をより好適に分離することができる。このことは、前記レドックス化合物による二酸化炭素の取り込み及び放出を好適に行うことができることによると考えられる。 According to such a configuration, carbon dioxide can be more suitably separated from a gas containing carbon dioxide. This is considered to be due to the fact that carbon dioxide can be taken up and released suitably by the redox compound.
また、前記二酸化炭素分離装置において、前記レドックス化合物は、下記式(1)で表される化合物、又は、下記式(1)で表される化合物から水素原子が1つ脱離された基を有する化合物であることが好ましい。 In the carbon dioxide separator, the redox compound has a compound represented by the following formula (1) or a group in which one hydrogen atom is eliminated from the compound represented by the following formula (1). A compound is preferred.
式(1)中、Zは、−CR5R6CR7R8−、−CR9R10CR11R12CR13R14−、−(CR15R16)O−、−(CR17R18)NR27−、−(CR19R20)O(CR21R22)−、又は、−(CR23R24)NR28(CR25R26)−を示し、R1〜R28は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を示す。
In formula (1), Z, -CR 5 R 6 CR 7 R 8 -, - CR 9
このような構成によれば、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素をより好適に分離することができる。このことは、前記レドックス化合物による二酸化炭素の取り込み及び放出を好適に行うことができることによると考えられる。 According to such a configuration, carbon dioxide can be more suitably separated from a gas containing carbon dioxide. This is considered to be due to the fact that carbon dioxide can be taken up and released suitably by the redox compound.
また、前記電極が、グラファイト、カーボンナノチューブ、及び炭素繊維からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む電極であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said electrode is an electrode containing at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of a graphite, a carbon nanotube, and carbon fiber.
このような構成によれば、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素をより好適に分離することができる。このことは、気体を好適に透過でき、前記電圧印加部による、前記電極間に電圧を好適に印加できることによると考えられる。 According to such a configuration, carbon dioxide can be more suitably separated from a gas containing carbon dioxide. This is considered to be because gas can be suitably transmitted and voltage can be suitably applied between the electrodes by the voltage application unit.
本発明によれば、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を簡易に分離することができる二酸化炭素分離装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a carbon dioxide separator that can easily separate carbon dioxide from a gas containing carbon dioxide.
以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。 Hereinafter, although the embodiment concerning the present invention is described, the present invention is not limited to these.
本発明の実施形態に係る二酸化炭素分離装置10は、図1に示すように、電解質層13と、前記電解質層13を挟んで、前記電解質層13上に設けられた、一対の電極11,12と、前記一対の電極11,12間に電圧を印加する電圧印加部14とを備える。前記一対の電極11,12は、それぞれ、気体を透過可能な電極である。また、前記電解質層13は、二酸化炭素を溶解可能な電解液と、N−オキシラジカル基を分子内に有するレドックス化合物とを含む。なお、図1は、本発明の実施形態に係る二酸化炭素分離装置10の構成を示す概略断面図である。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態に係る二酸化炭素分離装置10は、前記電圧印加部14によって、前記一対の電極11,12間のどちらの電極の電位を高くするように印加してもよく、どちらの場合であっても、二酸化炭素を分離することができる。ここでは、前記電圧印加部14によって、前記一対の電極の一方の電極11の電位が、他方の電極12の電位より低くなるように、一対の電極11,12間に印加する場合について説明する。この場合、前記一方の電極11は、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素(CO2)を取り込む側の電極(第1電極:カソード電極)11となり、前記他方の電極12は、前記電解質層13から二酸化炭素を放出する側の電極(第2電極:アノード電極)12となる。
The
また、前記二酸化炭素分離装置10には、気体が前記第1電極11に接触しながら流通する第1流路15と、気体が前記第2電極12に接触しながら流通する第2流路16とを備えていてもよい。
The
本実施形態に係る二酸化炭素分離装置10は、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を簡易に分離することができる。具体的には、前記二酸化炭素分離装置10は、前記電圧印加部14によって、前記第1電極11の電位が、前記第2電極12の電位より低くなるように、これらの電極11,12間に印加すると、以下のように、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素が分離される。前記二酸化炭素分離装置10は、前記第1流路15に、二酸化炭素を含む気体、例えば、空気等を流通させて、二酸化炭素を前記第1電極11に接触させると、二酸化炭素が前記電解質層13を優先的に透過され、前記第2電極12側から放出される。このように二酸化炭素が前記電解質層13を優先的に透過されるので、前記第2流路16では、二酸化炭素濃度が高い気体が流通される。このように、前記二酸化炭素分離装置10は、前記第1電極11と前記第2電極12との間に電圧を印加するだけで、二酸化炭素を優先的に透過させることができる。よって、前記二酸化炭素分離装置10を用いると、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素が分離される。なお、前記第1流路15からは、供給された気体より二酸化炭素濃度が低下した気体が排出される。前記第1流路15に空気を供給した場合、窒素濃度が高まった気体が排出される。
The
上記のことは、以下のことによると考えられる。 The above is considered to be due to the following.
前記第1電極11に接触し、透過された二酸化炭素は、前記電解質層13に接触して、前記電解質層13に含まれる電解液に溶解される。このとき、前記電圧印加部14で印加された電圧によって、前記電解質層13に含まれるレドックス化合物は、前記第1電極11に近い側では、N−オキシラジカル基が還元され、N−オキシアニオン基になっている。このN−オキシアニオン基は、電解液に溶解された二酸化炭素と結合されやすいため、電解液への二酸化炭素の溶解が促進される。よって、前記第1電極11側への二酸化炭素の取り込みが促進される。一方、前記電圧印加部14で印加された電圧によって、前記電解質層13に含まれるレドックス化合物は、前記第2電極12に近い側では、N−オキシラジカル基がN−オキシアニオン基になっていたとしても、N−オキシアニオン基が酸化され、N−オキシラジカル基になる。N−オキシアニオン基に二酸化炭素が結合されていても、N−オキシアニオン基がN−オキシラジカル基になる際、前記レドックス化合物から二酸化炭素が脱離される。よって、前記第1電極11に近い側で、前記レドックス化合物に二酸化炭素が結合され、その後、前記第2電極12に近い側まで、二酸化炭素が結合されたレドックス化合物が前記電解質層13内を流動されると、前記第2電極12に近い側で、前記レドックス化合物から二酸化炭素が脱離される。このような、前記レドックス化合物への二酸化炭素の結合及び脱離によって、前記二酸化炭素分離装置10は、前記第1電極11側で、二酸化炭素を取り込み、前記第2電極側で、二酸化炭素を放出することができると考えられる。
The permeated carbon dioxide in contact with the
なお、前記一方の電極11の電位が、前記他方の電極12の電位より高くなるように、電圧を印加すると、前記一方の電極11が、前記電解質層13から二酸化炭素を放出する側の電極(第2電極)となり、前記他方の電極12は、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素(CO2)を取り込む側の電極(第1電極)11となる。よって、前記他方の電極12側で、二酸化炭素を取り込み、前記一方の電極11側で、二酸化炭素を放出することができる。
When a voltage is applied so that the potential of the one
以上のことから、前記二酸化炭素分離装置10は、一対の電極11,12間に電圧を印加するだけで、電極間に印加する電圧を反転させることなく(各電極の電位の高低を切り替えることなく)、二酸化炭素を分離することができる。よって、前記二酸化炭素分離装置10は、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を簡易に分離することができる。
From the above, the
前記各電極11,12は、気体を透過可能な電極であれば、特に限定されない。すなわち、前記各電極11,12は、二酸化炭素等の気体を透過することができ、前記一対の電極11,12で挟みこまれた前記電解質層13に電流を流すことができる導電部材であればよい。また、前記各電極11,12としては、電子の移動を阻害しない程度の導電性を有し、通気性に優れる多孔質体であることが好ましく、具体的には、多孔性の導電材で構成される電極等が挙げられる。より具体的には、前記各電極11,12としては、炭素を主成分として含む多孔質体、炭素からなる多孔質体、及び多孔性金属層等が挙げられる。
Each of the
また、前記多孔質体に含まれる炭素としては、具体的には、グラファイト、カーボンナノチューブ、活性炭、活性炭繊維、及び炭素繊維等の炭素質材料が挙げられる。また、この炭素しては、耐腐食性及び比表面積の点から、活性炭や活性炭繊維であることが好ましい。また、この炭素としては、各種炭素質材料を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。この炭素が含まれる多孔質体としては、前記炭素質材料を、布状やフェルト状にしたものが好ましい。よって、前記多孔質体である電極としては、具体的には、カーボンシート、カーボンクロス、及びカーボンペーパ等が挙げられる。また、前記多孔質体である電極としては、活性炭や炭素繊維を用いたカーボン系電極、及び針状の導電材料を用いた空隙率の高い電極等も挙げられる。また、前記電極としては、上記各電極の中でも、グラファイト、カーボンナノチューブ、及び炭素繊維からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む電極であることが好ましい。このような電極であれば、気体を好適に透過でき、前記電圧印加部による、前記電極間に電圧を好適に印加できると考えられる。このため、この電極を用いることによって、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素をより好適に分離することができる二酸化炭素分離装置が得られる。 Specific examples of carbon contained in the porous body include carbonaceous materials such as graphite, carbon nanotubes, activated carbon, activated carbon fibers, and carbon fibers. The carbon is preferably activated carbon or activated carbon fiber from the viewpoint of corrosion resistance and specific surface area. Moreover, as this carbon, various carbonaceous materials may be used independently and may be used in combination of 2 or more type. As the porous body containing carbon, a material obtained by forming the carbonaceous material into a cloth shape or a felt shape is preferable. Thus, specific examples of the porous electrode include carbon sheets, carbon cloth, and carbon paper. Examples of the porous electrode include a carbon-based electrode using activated carbon or carbon fiber, and a high porosity electrode using a needle-like conductive material. The electrode is preferably an electrode including at least one selected from the group consisting of graphite, carbon nanotubes, and carbon fibers among the electrodes. If it is such an electrode, it will be thought that gas can be permeate | transmitted suitably and a voltage can be suitably applied between the said electrodes by the said voltage application part. For this reason, by using this electrode, a carbon dioxide separator capable of more suitably separating carbon dioxide from a gas containing carbon dioxide is obtained.
前記多孔性金属層は、多数の孔が形成されている金属層である。また、前記金属層は、前記孔が、通気性に優れる点で、金属層全体にわたって形成されていることが好ましい。また、前記多孔性金属層を得る方法としては、多数の孔が形成されていない金属層に、多数の孔が形成される処理を施す方法(多孔化する方法)であれば、特に限定されない。この方法としては、例えば、切削、研磨及びサンドブラスト等の物理的な方法、及び、酸や塩基等のエッチング液を用いた、電解エッチングや無電解エッチング等の化学的な方法等が挙げられる。また、多孔化する方法としては、前記各方法を単独で行ってもよいし、2種以上を組み合わせて行ってもよい。また、多孔化する方法としては、表面積を大きくするという観点から、形成する孔(細孔)をより緻密に形成させるため、化学的な方法であることが好ましい。また、前記金属層の材質としては、特に限定されず、例えば、アルミニウム、銅、鉄、チタン、タングステン、ニッケル、及びこれらの合金等が挙げられる。前記金属層の材質としては、この中でも、価格及び加工性の観点から、アルミニウムであることが好ましい。また、金属層としては、いわゆるアルミニウム箔であることが好ましい。 The porous metal layer is a metal layer in which a large number of pores are formed. Moreover, it is preferable that the said metal layer is formed over the whole metal layer at the point which the said hole is excellent in air permeability. Further, the method for obtaining the porous metal layer is not particularly limited as long as it is a method (a method for making a porous structure) in which a metal layer in which a large number of holes are not formed is subjected to a treatment for forming a large number of holes. Examples of this method include physical methods such as cutting, polishing, and sand blasting, and chemical methods such as electrolytic etching and electroless etching using an etching solution such as acid and base. Moreover, as a method of making it porous, each said method may be performed independently and may be performed in combination of 2 or more type. Further, as a method for making the pores, a chemical method is preferable from the viewpoint of increasing the surface area, in order to form pores (pores) to be formed more densely. Moreover, it does not specifically limit as a material of the said metal layer, For example, aluminum, copper, iron, titanium, tungsten, nickel, these alloys, etc. are mentioned. Among these, the material of the metal layer is preferably aluminum from the viewpoint of cost and workability. The metal layer is preferably a so-called aluminum foil.
また、前記各電極11,12のBET比表面積は、特には限定されないが、例えば、1m2/g以上であることが好ましく、100m2/g以上であることがより好ましく、500m2/g以上であることがより好ましい。前記各電極11,12のBET比表面積は、気体の透過性(通気性)の観点から大きいほうが好ましいが、各電極11,12の強度等の関係から、3000m2/g以下であることが好ましい。よって、前記各電極11,12のBET比表面積は、1〜3000m2/gであることが好ましく、100〜2500m2/gであることがより好ましく、500〜2000m2/gであることがより好ましい。前記各電極のBET比表面積が小さすぎると、気体の透過性(通気性)が低下し、二酸化炭素の透過が阻害される傾向がある。また、前記各電極のBET比表面積が大きすぎると、電極の強度等が不充分になる傾向がある。これらのことから、前記各電極のBET比表面積が、上記範囲内であれば、長期間にわたって、二酸化炭素の分離を実現することができる。なお、BET比表面積は、BET法によって測定される比表面積であり、公知の方法で測定可能である。BET比表面積の測定方法としては、例えば、窒素吸着等温線測定を行い、得られた吸着等温線から算出する方法等が挙げられる。
Further, the BET specific surface area of each of the
また、前記各電極11,12は、上述したように、前記一対の電極11,12で挟みこまれた前記電解質層13に電流を流すことができる導電部材であり、その表面抵抗値は、小さいほど好ましく、例えば、1kΩ/sq以下であることが好ましく、200Ω/sq以下であることがより好ましい。また、前記各電極の表面抵抗値は、小さいほど好ましいが、実際には、1Ω/sqであることが限界である。よって、前記各電極の表面抵抗値は、1Ω/sq〜1kΩ/sqであることが好ましく、10〜200Ω/sqであることがより好ましい。このような表面抵抗値の電極であれば、前記電解質層13に電流を好適に流すことができ、二酸化炭素を好適に分離することができる。
Further, as described above, each of the
また、前記各電極11,12の厚みは、特には限定されないが、二酸化炭素を吸着でき、電解液の漏液を好適に防ぐことができる厚みであることが好ましい。前記各電極11,12の厚みは、例えば、20μm以上10mm以下であることが好ましく、50μm以上5mmであることがより好ましい。前記各電極が薄すぎると、電極の強度等が不充分になる傾向がある。また、前記各電極が厚すぎると、気体の透過性(通気性)が低下し、二酸化炭素の透過が阻害される傾向がある。これらのことから、前記各電極の厚みが、上記範囲内であれば、長期間にわたって、二酸化炭素の分離を実現することができる。
Further, the thickness of each of the
前記電解質層13は、二酸化炭素を溶解可能な電解液と、N−オキシラジカル基を分子内に有するレドックス化合物とを含んでいれば、特に限定されない。また、前記電解質層13は、上述したように、二酸化炭素の分離に寄与する二酸化炭素分離体である。また、前記電解質層13の厚みは、特に限定されないが、例えば、0.1μm〜2mmであることが好ましく、1μm〜1mmであることがより好ましい。前記電解質層13が薄すぎると、前記電解質層に微小な穴、すなわち、ピンホールができてしまう傾向がある。ピンホールができてしまうと、二酸化炭素の好適な分離ができなくなる。また、前記電解質層13が厚すぎると、二酸化炭素の透過速度、すなわち、二酸化炭素の吸収速度及び放出速度が遅くなりすぎる傾向がある。
The
前記電解液は、二酸化炭素を溶解可能な電解液であれば、特に限定されず、電解質と溶媒とを含む電解液であってもよいし、イオン液体を含む電解液であってもよい。なお、二酸化炭素を溶解可能な電解液とは、二酸化炭素が溶解されないもの以外であればよく、すなわち、二酸化炭素がわずかにでも溶解する電解液であればよく、高い溶解度が求められるものではない。このことは、以下のことによると考えられる。本実施形態に係る二酸化炭素分離装置は、上述したように、前記レドックス化合物への二酸化炭素の結合及び脱離によって、一方の電極側の電解質層で、二酸化炭素が取り込まれ、他方の電極側の電解質層で、二酸化炭素が放出されるというメカニズムで、二酸化炭素の分離が進行すると考えられる。このため、電解質層に含まれる電解液にわずかにでも二酸化炭素が溶解すれば、二酸化炭素の分離が進行すると考えられる。 The electrolyte solution is not particularly limited as long as it is an electrolyte solution capable of dissolving carbon dioxide, and may be an electrolyte solution containing an electrolyte and a solvent, or may be an electrolyte solution containing an ionic liquid. In addition, the electrolytic solution capable of dissolving carbon dioxide may be any electrolyte solution that does not dissolve carbon dioxide, that is, any electrolytic solution that dissolves even a small amount of carbon dioxide, and does not require high solubility. . This is considered to be due to the following. As described above, the carbon dioxide separator according to this embodiment captures carbon dioxide in the electrolyte layer on one electrode side and binds to and releases the carbon dioxide from the redox compound. It is thought that the separation of carbon dioxide proceeds by a mechanism in which carbon dioxide is released in the electrolyte layer. For this reason, it is considered that separation of carbon dioxide proceeds if carbon dioxide dissolves even slightly in the electrolyte solution contained in the electrolyte layer.
前記溶媒は、電気化学的に安定な、電位窓の広い化合物であることが好ましく、水性溶媒であっても、有機溶媒であってもよい。前記溶媒としては、例えば、水、カーボネート化合物、エステル化合物、エーテル化合物、複素環化合物、ニトリル化合物、及び非プロトン性極性化合物等が挙げられる。前記カーボネート化合物としては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、エチレンカーボネート、及びプロピレンカーボネート等が挙げられる。前記エステル化合物としては、例えば、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。前記エーテル化合物としては、ジエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、1,3−ジオキソシラン、テトラヒドロフラン、及び2−メチル−テトラヒドロフラン等が挙げられる。前記複素環化合物としては、例えば、3−メチル−2−オキサゾジリノン、及び2−メチルピロリドン等が挙げられる。前記ニトリル化合物としては、例えば、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、3−メトキシプロピオニトリル及び吉草酸ニトリル等が挙げられる。前記非プロトン性極性化合物としては、例えば、スルフォラン、ジメチルスルフォキシド、及びジメチルホルムアミド等が挙げられる。前記溶媒としては、前記例示した各溶媒を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、前記溶媒としては、上記例示した各溶媒の中でも、エチレンカーボネート及びプロピレンカーボネート等のカーボネ−ト化合物、γ−ブチロラクトン等のエステル化合物、3−メチル−2−オキサゾジリノン及び2−メチルピロリドン等の複素環化合物、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、3−メトキシプロピオニトリル及び吉草酸ニトリル等のニトリル化合物が好ましい。また、前記溶媒として、2種以上を組み合わせて用いる場合、二酸化炭素の溶解の観点から、水を用いることが好ましい。 The solvent is preferably an electrochemically stable compound with a wide potential window, and may be an aqueous solvent or an organic solvent. Examples of the solvent include water, carbonate compounds, ester compounds, ether compounds, heterocyclic compounds, nitrile compounds, and aprotic polar compounds. Examples of the carbonate compound include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, ethylene carbonate, and propylene carbonate. Examples of the ester compound include methyl acetate, methyl propionate, and γ-butyrolactone. Examples of the ether compound include diethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, 1,3-dioxosilane, tetrahydrofuran, and 2-methyl-tetrahydrofuran. Examples of the heterocyclic compound include 3-methyl-2-oxazozirinone and 2-methylpyrrolidone. Examples of the nitrile compound include acetonitrile, methoxyacetonitrile, propionitrile, 3-methoxypropionitrile, valeric acid nitrile, and the like. Examples of the aprotic polar compound include sulfolane, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, and the like. As the solvent, each of the exemplified solvents may be used alone, or two or more kinds may be used in combination. In addition, among the above-exemplified solvents, the solvent includes carbonate compounds such as ethylene carbonate and propylene carbonate, ester compounds such as γ-butyrolactone, and complex compounds such as 3-methyl-2-oxazodilinone and 2-methylpyrrolidone. Nitrile compounds such as ring compounds, acetonitrile, methoxyacetonitrile, propionitrile, 3-methoxypropionitrile and valeric nitrile are preferred. Moreover, when using in combination of 2 or more types as said solvent, it is preferable to use water from a viewpoint of melt | dissolution of a carbon dioxide.
前記電解質としては、特に限定されず、例えば、四級アンモニウム塩、無機塩、及び水酸化物等が挙げられる。前記四級アンモニウム塩としては、例えば、テトラメチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−エチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−プロピルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−ブチルアンモニウムテトラフルオロボレート、n−ヘキサデシルトリメチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−ヘキサデシルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−オクチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−エチルアンモニウムパークロレート、テトラ−n−ブチルアンモニウムパークロレート、及びテトラオクタデシルアンモニウムパークロレート等が挙げられる。前記無機塩としては、リチウムパークロレート、ナトリウムパークロレート、カリウムパークロレート、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、硝酸ナトリウム、及び硝酸カリウム等が挙げられる。前記水酸化物としては、例えば、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウム等が挙げられる。前記電解質としては、上記例示した電解質の中でも、テトラメチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−エチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−プロピルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−ブチルアンモニウムテトラフルオロボレート、n−ヘキサデシルトリメチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−ヘキサデシルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−オクチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−エチルアンモニウムパークロレート、テトラ−n−ブチルアンモニウムパークロレート、テトラオクタデシルアンモニウムパークロレート、リチウムパークロレート、ナトリウムパークロレート、酢酸ナトリウム、及び酢酸カリウムが好ましい。また、前記電解質としては、この中でも、テトラ−n−エチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−プロピルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−ブチルアンモニウムテトラフルオロボレート、リチウムパークロレート、及びナトリウムパークロレートがより好ましく、テトラ−n−ブチルアンモニウムテトラフルオロボレート、及びリチウムパークロレートがさらに好ましい。また、前記電解質は、その支持塩として、炭酸イオンや炭酸水素イオンを安定化させ、pH緩衝能を有していてもよい。この場合の電解質としては、具体的には、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、酢酸、及び酢酸ナトリウム等が挙げられる。前記電解質は、上記例示した電解質を単独で用いてもよい、2種以上を組合せてもちいてもよい。 The electrolyte is not particularly limited, and examples thereof include quaternary ammonium salts, inorganic salts, and hydroxides. Examples of the quaternary ammonium salt include tetramethylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-ethylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-propylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-butylammonium tetrafluoroborate, and n-hexa. Decyltrimethylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-hexadecylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-octylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-ethylammonium perchlorate, tetra-n-butylammonium perchlorate, and tetraoctadecylammonium Park Loreto etc. are mentioned. Examples of the inorganic salt include lithium perchlorate, sodium perchlorate, potassium perchlorate, sodium acetate, potassium acetate, sodium nitrate, and potassium nitrate. Examples of the hydroxide include sodium hydroxide and potassium hydroxide. Among the electrolytes exemplified above, the electrolyte includes tetramethylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-ethylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-propylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-butylammonium tetrafluoroborate, n -Hexadecyltrimethylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-hexadecylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-octylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-ethylammonium perchlorate, tetra-n-butylammonium perchlorate, tetraoctadecyl Ammonium perchlorate, lithium perchlorate, sodium perchlorate, sodium acetate, and potassium acetate are preferred. . Among the electrolytes, tetra-n-ethylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-propylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-butylammonium tetrafluoroborate, lithium perchlorate, and sodium perchlorate are more preferable. Tetra-n-butylammonium tetrafluoroborate and lithium perchlorate are more preferable. Further, the electrolyte may have a pH buffering ability by stabilizing carbonate ions or hydrogen carbonate ions as a supporting salt. Specific examples of the electrolyte in this case include sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate, acetic acid, and sodium acetate. As the electrolyte, the electrolytes exemplified above may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
前記電解液は、上述したように、イオン液体(イオン性液体)を含む電解液であってもよい。前記電解液として、イオン液体を用いると、上記のように電解質と溶媒とを含ませなくても、イオン液体が、この両者の機能を併せ持ちうる。また、前記電解液としては、イオン液体を含んでいればよく、イオン液体に電解質を含む液体であってもよいし、イオン液体に溶媒を含む液体であってもよいし、イオン液体に電解質及び溶媒を含む液体であってもよいし、イオン液体からなるものであってもよい。また、前記電解液として、イオン液体を用いることは、イオン液体が揮発しにくく、難燃性が高い点ことから好ましい。また、前記イオン液体としては、公知のイオン液体であれば特に限定されないが、例えば、イミダゾリウム系イオン液体、ピリジン系イオン液体、脂環式アミン系イオン液体、及びアゾニウムアミン系イオン液体等が挙げられる。前記イオン液体としては、例えば、1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム クロライド、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1−デシル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1、3−ジメトキシイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1、3−ジエトキシイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、1−デシル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、1、3−ジメトキシイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、及び1、3−ジエトキシイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート等が挙げられる。また、前記イオン液体としては、前記例示のイオン液体の中でも、1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフロロメチルスルホニルイミド)、1、3−ジメトキシイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、及び1−エチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートが好ましい。また、前記イオン液体としては、1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1、3−ジメトキシイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフロロメチルスルホニルイミド)、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムクロライド、及び1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートがより好ましく、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフロロメチルスルホニルイミド)、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムクロライド、及び1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートがさらに好ましい。 As described above, the electrolytic solution may be an electrolytic solution containing an ionic liquid (ionic liquid). When an ionic liquid is used as the electrolytic solution, the ionic liquid can have both functions without including an electrolyte and a solvent as described above. In addition, the electrolyte solution only needs to contain an ionic liquid, and the ionic liquid may contain a liquid containing an electrolyte, the ionic liquid may contain a solvent, or the ionic liquid may contain an electrolyte and an electrolyte. A liquid containing a solvent may be used, or an ionic liquid may be used. Moreover, it is preferable to use an ionic liquid as the electrolytic solution because the ionic liquid is less likely to volatilize and has high flame retardancy. The ionic liquid is not particularly limited as long as it is a known ionic liquid. For example, imidazolium ionic liquid, pyridine ionic liquid, alicyclic amine ionic liquid, and azonium amine ionic liquid are used. Can be mentioned. Examples of the ionic liquid include 1-methyl-3-octylimidazolium tetrafluoroborate, 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-butyl-3-methylimidazolium chloride, 1-butyl-3. -Methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-decyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1,3-dimethoxyimidazolium tetrafluoroborate, 1,3-diethoxyimidazolium tetrafluoroborate, 1-methyl-3- Octylimidazolium hexafluorophosphate, 1-ethyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate, 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate, 1-decyl-3-methylimidazolium Kisa hexafluorophosphate, 1,3-dimethoxy-imidazolium hexafluorophosphate, and 1,3-diethoxy hexafluorophosphate, and the like. Examples of the ionic liquid include 1-methyl-3-octylimidazolium tetrafluoroborate, 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, and 1-butyl-3-methylimidazole among the exemplified ionic liquids. Lithium tetrafluoroborate, 1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonylimide), 1,3-dimethoxyimidazolium tetrafluoroborate, 1-methyl-3-octylimidazolium hexafluorophosphate, and 1- Ethyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate is preferred. Examples of the ionic liquid include 1-methyl-3-octylimidazolium tetrafluoroborate, 1,3-dimethoxyimidazolium tetrafluoroborate, 1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonylimide), 1-butyl-3-methylimidazolium chloride and 1-methyl-3-octylimidazolium hexafluorophosphate are more preferable, and 1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonylimide), 1-butyl- 3-methylimidazolium chloride and 1-methyl-3-octylimidazolium tetrafluoroborate are more preferred.
また、前記電解質層は、前記電解液がゲル化していてもよい。具体的には、前記電解液にゲル化させるためのゲル化剤を添加してもよいし、ゲル化電解質又は高分子電解質を用いてもよい。前記ゲル化剤としては、例えば、ポリマー、ポリマー架橋反応等の手法を利用するゲル化剤、重合性多官能モノマー、及びオイルゲル化剤等が挙げられる。前記ゲル化電解質及び前記高分子電解質としては、ゲル化電解質や高分子電解質として用いることができるものであれば特に限定されず、例えば、ポリフッ化ビニリデン等のフッ化ビニリデン系重合体、ポリアクリル酸等のアクリル酸系重合体、ポリアクリロニトリル等のアクリロニトリル系重合体、ポリエチレンオキシド等のポリエーテル系重合体、及び構造中にアミド構造を有する化合物等が挙げられる。 Moreover, the electrolyte solution may be gelled in the electrolyte layer. Specifically, a gelling agent for gelation may be added to the electrolytic solution, or a gelled electrolyte or a polymer electrolyte may be used. Examples of the gelling agent include a gelling agent using a technique such as a polymer, a polymer crosslinking reaction, a polymerizable polyfunctional monomer, and an oil gelling agent. The gelled electrolyte and the polymer electrolyte are not particularly limited as long as they can be used as a gelled electrolyte or a polymer electrolyte. For example, vinylidene fluoride polymers such as polyvinylidene fluoride, polyacrylic acid And acrylic acid polymers such as polyacrylonitrile, acrylonitrile polymers such as polyacrylonitrile, polyether polymers such as polyethylene oxide, and compounds having an amide structure in the structure.
前記レドックス化合物は、N−オキシラジカル基を分子内に有するレドックス化合物であれば、特に限定されない。このレドックス化合物は、前記電圧印加部によって、前記電極間に電圧を印加すること等によって、N−オキシラジカル基が還元される状態にすると、N−オキシラジカル基は、N−オキシアニオン基になる。また、前記電極間に電圧を印加すること等によって、N−オキシアニオン基が酸化される状況にすると、N−オキシアニオン基は、N−オキシラジカルに戻る。前記レドックス化合物は、このように、酸化還元によって、N−オキシラジカル基が変化する化合物である。 The redox compound is not particularly limited as long as it is a redox compound having an N-oxy radical group in the molecule. In this redox compound, when the N-oxy radical group is reduced by applying a voltage between the electrodes by the voltage application unit, the N-oxy radical group becomes an N-oxy anion group. . Further, when the N-oxyanion group is oxidized by applying a voltage between the electrodes, the N-oxyanion group returns to the N-oxy radical. The redox compound is thus a compound in which the N-oxy radical group is changed by oxidation and reduction.
また、前記レドックス化合物としては、具体的には、下記式(1)で表される化合物、又は、下記式(1)で表される化合物から水素原子が1つ脱離された基を有する化合物等が挙げられる。下記式(1)で表される化合物から水素原子が1つ脱離された基を有する化合物とは、このような基を有する化合物であればよく、他の低分子化合物と結合された化合物であってもよいし、高分子化合物であってもよい。 As the redox compound, specifically, a compound represented by the following formula (1) or a compound having a group in which one hydrogen atom is eliminated from the compound represented by the following formula (1) Etc. The compound having a group in which one hydrogen atom is eliminated from the compound represented by the following formula (1) may be any compound having such a group, and is a compound bonded to another low molecular weight compound. It may be a polymer compound.
式(1)中、Zは、−CR5R6CR7R8−、−CR9R10CR11R12CR13R14−、−(CR15R16)O−、−(CR17R18)NR27−、−(CR19R20)O(CR21R22)−、又は、−(CR23R24)NR28(CR25R26)−を示し、R1〜R28は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を示す。
In formula (1), Z, -CR 5 R 6 CR 7 R 8 -, - CR 9
前記R1〜R4は、少なくとも1つが置換基であることが好ましく、2つ以上が置換基であることがより好ましく、4つ全てが置換基であることがさらに好ましい。すなわち、前記式(1)で表される化合物は、前記N−オキシラジカル基に4級炭素が2つ結合された化合物であることが好ましい。また、前記レドックス化合物は、前記N−オキシラジカル基に4級炭素が2つ結合された化合物、又は、この化合物から水素原子が1つ脱離された基を有する化合物であることが好ましい。このような化合物は、前記N−オキシラジカル基による酸化還元が起こりやすく、前記レドックス化合物による二酸化炭素の取り込み及び放出をより好適に行うことができると考えられる。このため、このような化合物を電解質層に含ませることによって、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素をより好適に分離することができる二酸化炭素分離装置が得られる。 At least one of R 1 to R 4 is preferably a substituent, more preferably two or more are substituents, and still more preferably all four are substituents. That is, the compound represented by the formula (1) is preferably a compound in which two quaternary carbons are bonded to the N-oxy radical group. The redox compound is preferably a compound in which two quaternary carbons are bonded to the N-oxy radical group, or a compound having a group in which one hydrogen atom is eliminated from the compound. Such a compound is likely to be oxidized / reduced by the N-oxy radical group, and it is considered that carbon dioxide can be taken in and released more favorably by the redox compound. For this reason, by including such a compound in the electrolyte layer, it is possible to obtain a carbon dioxide separator that can more suitably separate carbon dioxide from a gas containing carbon dioxide.
また、前記式(1)で表される化合物におけるZとしては、−CR5R6CR7R8−、−CR9R10CR11R12CR13R14−、−(CR19R20)O(CR21R22)−、及び−(CR23R24)NR28(CR25R26)−であることが好ましい。
As the Z in the compound represented by the formula (1), -CR 5 R 6 CR 7 R 8 -, - CR 9
また、前記R1〜R28における置換基としては、例えば、炭素数1〜30のヒドロカルビル基、炭素数1〜10のヒドロカルビルオキシ基、ヒドロキシ基(水酸基)、置換されていてもよいアミノ基(未置換若しくは置換のアミノ基)、カルボキシル基、チオール基、置換されていてもよいシリル基(未置換若しくは置換のシリル基)等が挙げられる。また、前記R1〜R26における置換基としては、この中でも、炭素数1〜30のヒドロカルビル基、ヒドロキシ基、及び未置換若しくは置換のアミノ基が好ましい。また、前記R27、R28における置換基としては、炭素数1〜30のヒドロカルビル基が好ましい。 Examples of the substituent in R 1 to R 28 include a hydrocarbyl group having 1 to 30 carbon atoms, a hydrocarbyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, a hydroxy group (hydroxyl group), and an optionally substituted amino group ( An unsubstituted or substituted amino group), a carboxyl group, a thiol group, and an optionally substituted silyl group (unsubstituted or substituted silyl group). Further, as the substituent in R 1 to R 26, among this, hydrocarbyl group having 1 to 30 carbon atoms, hydroxy group and unsubstituted or substituted amino group, are preferable. Moreover, as a substituent in said R <27> , R < 28 >, a C1-C30 hydrocarbyl group is preferable.
なお、ここで置換されていてもよいとは、その直後に記載された化合物又は基を構成する水素原子が無置換の場合及び水素原子の一部又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む。 In addition, the term “optionally substituted” means that the hydrogen atom constituting the compound or group described immediately after that is unsubstituted and the case where part or all of the hydrogen atoms are substituted with a substituent. Includes both.
また、前記ヒドロカルビル基としては、特に限定されず、直鎖状であっても、分岐鎖状であっても、環状であってもよい。前記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、及びコロニル基等が挙げられる。この中でも、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、及び9−フェナントリル基が好ましい。さらに、この中でも、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、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、及びヘキシル基がより好ましい。 The hydrocarbyl group is not particularly limited, and may be linear, branched, or cyclic. Examples of the hydrocarbyl group include a methyl group, an ethyl group, a 1-propyl group, a 2-propyl group, a 1-butyl group, a 2-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and an octyl group. Decyl group, dodecyl group, 2-ethylhexyl group, 3,7-dimethyloctyl group, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group, norbornyl group, ammonium ethyl group, benzyl group, α, α-dimethylbenzyl group, 1-phenethyl group, 2-phenethyl group, vinyl group, propenyl group, butenyl group, oleyl group, eicosapentaenyl group, docosahexaenyl group, 2,2-diphenylvinyl group, 1 , 2,2-triphenylvinyl group, 2-phenyl-2-propenyl group, phenyl group, 2-tolyl group, 4-tolyl group, 4-trifluoromethylphenyl group, 4-methoxyphenyl group, 4-cyanophenyl group, 2-biphenylyl group, 3-biphenylyl group, 4-biphenylyl group, terphenylyl group, 3, 5-diphenylphenyl group, 3,4-diphenylphenyl group, pentaphenylphenyl group, 4- (2,2-diphenylvinyl) phenyl group, 4- (1,2,2-triphenylvinyl) phenyl group, fluorenyl group 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 9-anthryl group, 2-anthryl group, 9-phenanthryl group, 1-pyrenyl group, chrysenyl group, naphthacenyl group, and coronyl group. Among these, methyl group, ethyl group, 1-propyl group, 2-propyl group, 1-butyl group, 2-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, 2 -Ethylhexyl group, 3,7-dimethyloctyl group, benzyl group, α, α-dimethylbenzyl group, 1-phenethyl group, 2-phenethyl group, vinyl group, propenyl group, butenyl group, oleyl group, eicosapentaenyl group , Docosahexaenyl group, 2,2-diphenylvinyl group, 1,2,2-triphenylvinyl group, 2-phenyl-2-propenyl group, phenyl group, 2-tolyl group, 4-tolyl group, 4-tril group Fluoromethylphenyl group, 4-methoxyphenyl group, 4-cyanophenyl group, 2-biphenylyl group, 3-biphenylyl group, 4-biphenylyl group, ter Phenylyl group, 3,5-diphenylphenyl group, 3,4-diphenylphenyl group, pentaphenylphenyl group, 4- (2,2-diphenylvinyl) phenyl group, 4- (1,2,2-triphenylvinyl) A phenyl group, a fluorenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, a 9-anthryl group, a 2-anthryl group, and a 9-phenanthryl group are preferable. Furthermore, among these, methyl group, ethyl group, 1-propyl group, 2-propyl group, 1-butyl group, 2-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, 2- An ethylhexyl group, a 3,7-dimethyloctyl group, a benzyl group, and a phenyl group, and more preferably a methyl group, an ethyl group, a 1-propyl group, a 2-propyl group, a 1-butyl group, a 2-butyl group, and an isobutyl group. A group, a tert-butyl group, a pentyl group, and a hexyl group are more preferable.
また、前記ヒドロカルビルオキシ基としては、特に限定されず、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよいし、環状であってもよい。前記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−プロピルオキシ基、2−プロピルオキシ基、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、及びペンタフルオロフェニルオキシ基等が挙げられる。この中でも、メトキシ基、エトキシ基、1−プロピルオキシ基、2−プロピルオキシ基、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、及び3,7−ジメチルオクチルオキシ基が好ましい。さらに、この中でも、メトキシ基、エトキシ基、1−プロピルオキシ基、2−プロピルオキシ基、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、及びヘキシルオキシ基がより好ましい。 The hydrocarbyloxy group is not particularly limited, and may be linear, branched, or cyclic. Examples of the hydrocarbyloxy group include methoxy group, ethoxy group, 1-propyloxy group, 2-propyloxy group, 1-butoxy group, 2-butoxy group, isobutoxy group, tert-butoxy group, pentyloxy group, and hexyl. Oxy group, octyloxy group, decyloxy group, dodecyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, 3,7-dimethyloctyloxy group, cyclopropanoxy group, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, 1-adamantyloxy group, 2 -Adamantyloxy group, norbornyloxy group, ammonium ethoxy group, trifluoromethoxy group, benzyloxy group, α, α-dimethylbenzyloxy group, 2-phenethyloxy group, 1-phenethyloxy group, phenoxy group, alkoxyphenoxy Group, alkyl Examples include phenoxy group, 1-naphthyloxy group, 2-naphthyloxy group, and pentafluorophenyloxy group. Among these, methoxy group, ethoxy group, 1-propyloxy group, 2-propyloxy group, 1-butoxy group, 2-butoxy group, tert-butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, decyloxy group , Dodecyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, and 3,7-dimethyloctyloxy group are preferable. Furthermore, among these, methoxy group, ethoxy group, 1-propyloxy group, 2-propyloxy group, 1-butoxy group, 2-butoxy group, isobutoxy group, tert-butoxy group, pentyloxy group, and hexyloxy group are included. More preferred.
また、前記アミノ基は、特に限定されず、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよいし、環状であってもよい。前記アミノ基としては、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、及びペンタフルオロフェニルアミノ基等が挙げられる。この中でも、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、及び3,7−ジメチルオクチルアミノ基が好ましい。さらに、この中でも、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、及びヘキシルアミノ基がより好ましい。 The amino group is not particularly limited, and may be linear, branched, or cyclic. Examples of the amino group include methylamino group, ethylamino group, 1-propylamino group, 2-propylamino group, 1-butylamino group, 2-butylamino group, isobutylamino group, tert-butylamino group, Pentylamino group, hexylamino group, octylamino group, decylamino group, dodecylamino group, 2-ethylhexylamino group, 3,7-dimethyloctylamino group, cyclopropylamino group, cyclopentylamino group, cyclohexylamino group, 1-adamantyl Amino group, 2-adamantylamino group, norbornylamino group, ammonium ethylamino group, trifluoromethylamino group, benzylamino group, α, α-dimethylbenzylamino group, 2-phenethylamino group, 1-phenethylamino group , Phenylamino group, alcohol Examples thereof include a xylphenylamino group, an alkylphenylamino group, a 1-naphthylamino group, a 2-naphthylamino group, and a pentafluorophenylamino group. Among these, methylamino group, ethylamino group, 1-propylamino group, 2-propylamino group, 1-butylamino group, 2-butylamino group, tert-butylamino group, pentylamino group, hexylamino group, octyl An amino group, a decylamino group, a dodecylamino group, a 2-ethylhexylamino group, and a 3,7-dimethyloctylamino group are preferred. Furthermore, among these, methylamino group, ethylamino group, 1-propylamino group, 2-propylamino group, 1-butylamino group, 2-butylamino group, isobutylamino group, tert-butylamino group, pentylamino group And hexylamino groups are more preferred.
また、前記シリル基としては、特に限定されない。前記シリル基としては、例えば、ジメチルシリル基、ジエチルシリル基、ジフェニルシリル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、t−ブチルジフェニルシリル基、及びトリストリメチルシリル基等が挙げられる。 The silyl group is not particularly limited. Examples of the silyl group include dimethylsilyl group, diethylsilyl group, diphenylsilyl group, trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, t-butyldiphenylsilyl group, and tristrimethylsilyl group.
また、前記式(1)で表される化合物は、上述したように、前記N−オキシラジカル基に4級炭素が2つ結合された化合物であることが好ましい。このように、前記N−オキシラジカル基に隣接する部位に、立体障害の大きい基が結合されていることによって、ラジカルの安定性が高まり、ラジカルカップリングが抑制できると考えられる。このため、このような化合物を電解質層に含ませることによって、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素をより好適に分離することができる二酸化炭素分離装置が得られると考えられる。 The compound represented by the formula (1) is preferably a compound in which two quaternary carbons are bonded to the N-oxy radical group as described above. In this way, it is considered that radical stericity is enhanced and radical coupling can be suppressed by bonding a group having a large steric hindrance to a site adjacent to the N-oxy radical group. For this reason, it is considered that a carbon dioxide separator capable of more suitably separating carbon dioxide from a gas containing carbon dioxide can be obtained by including such a compound in the electrolyte layer.
また、前記式(1)で表される化合物としては、例えば、N,N−ジ−tert−ブチルニトロキシドラジカル、N,N−ジフェニルニトロキシドラジカル、N,N−ジナフチルニトロキシドラジカル、N,N−ジ−2−メチルフェニルニトロキシドラジカル、N,N−ジ−3−メチルフェニルニトロキシドラジカル、N,N−ジ−4−メチルフェニルニトロキシドラジカル、N,N−ジ−2−エチルフェニルニトロキシドラジカル、N,N−ジ−2−プロピルフェニルニトロキシドラジカル、N,N−ジ−2−ブチルフェニルニトロキシドラジカル、N,N−ジ−2−ペンチルフェニルニトロキシドラジカル、N,N−ジ−2−ヘキシルフェニルニトロキシドラジカル、N,N−ジ−2−イソプロピルフェニルニトロキシドラジカル、N,N−ジ−2−イソブチルフェニルニトロキシドラジカル、N,N−ジ−2−sec−ブチルフェニルニトロキシドラジカル、N,N−ジ−2−tert−ブチルフェニルニトロキシドラジカル、N,N−ジ−4−tert−ブチルフェニルニトロキシドラジカル、N,N−ジ−(3,5−ジ−tert−ブチル)フェニルニトロキシドラジカル、N,N−ジ−4−ピリジルニトロキシドラジカル、N,N−ジ−4−ピリダジルニトロキシドラジカル、ポリ(エチレングリコール)−ビス−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシラジカル、N−フェニル−N−オキシ−tert−ブチルアミン、N−ナフチル−N−オキシ−tert−ブチルアミン、N−tert−ブチル−N−オキシ−2−キノリン、2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシラジカル(TEMPO)、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシラジカル、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシラジカル、4−カルボキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシラジカル、4−メトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシラジカル、4−オキソ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシラジカル、4−アセトアミド−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシラジカル、4−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシラジカル、2,2,5,5−テトラメチルピロリジン−オキシラジカル、3−カルバモイル−2,2,5,5−テトラメチルピロリジン−オキシラジカル、3−カルボキシ−2,2,5,5−テトラメチルピロリジン−オキシラジカル、2,2,6,6−テトラメチルモルホリン−N−オキシラジカル、及び2,2,6,6−テトラメチルモルホリンピペラジン−N−オキシラジカル等が挙げられる。 Examples of the compound represented by the formula (1) include N, N-di-tert-butyl nitroxide radical, N, N-diphenyl nitroxide radical, N, N-dinaphthyl nitroxide radical, N, N- Di-2-methylphenyl nitroxide radical, N, N-di-3-methylphenyl nitroxide radical, N, N-di-4-methylphenyl nitroxide radical, N, N-di-2-ethylphenyl nitroxide radical, N, N-di-2-propylphenyl nitroxide radical, N, N-di-2-butylphenyl nitroxide radical, N, N-di-2-pentylphenyl nitroxide radical, N, N-di-2-hexylphenyl nitroxide radical, N, N-di-2-isopropylphenyl nitroxide radical, N, -Di-2-isobutylphenyl nitroxide radical, N, N-di-2-sec-butylphenyl nitroxide radical, N, N-di-2-tert-butylphenyl nitroxide radical, N, N-di-4-tert- Butylphenyl nitroxide radical, N, N-di- (3,5-di-tert-butyl) phenyl nitroxide radical, N, N-di-4-pyridyl nitroxide radical, N, N-di-4-pyridazyl nitroxide Radical, poly (ethylene glycol) -bis-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy radical, N-phenyl-N-oxy-tert-butylamine, N-naphthyl-N-oxy-tert-butylamine, N-tert-butyl-N-oxy-2-quinoline, 2,2,6,6-tetramethyl Lupiperidinyloxy radical (TEMPO), 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy radical, 4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy radical, 4 -Carboxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy radical, 4-methoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy radical, 4-oxo-2,2,6,6 -Tetramethylpiperidinyloxy radical, 4-acetamido-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy radical, 4-octyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy radical, 2,2,5,5-tetramethylpyrrolidine-oxy radical, 3-carbamoyl-2,2,5,5-tetramethylpyrrolidine-oxira Dicar, 3-carboxy-2,2,5,5-tetramethylpyrrolidine-oxy radical, 2,2,6,6-tetramethylmorpholine-N-oxy radical, and 2,2,6,6-tetramethylmorpholine And piperazine-N-oxy radical.
さらに、前記レドックス化合物としては、上述したように、高分子化合物であってもよく、例えば、前記式(1)で表される化合物を重合して得られる化合物等が挙げられる。前記高分子化合物としては、例えば、4−アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシラジカル、4−メタクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシラジカル、3−アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピロリジニルオキシラジカル、3−メタクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピロリジニルオキシラジカル、4−ビニロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジルニルオキシラジカル、及び4−ビニロイルオキシ−2,2,5,5−テトラメチルピロリジニルオキシラジカル等をモノマーとして重合して得られた化合物等が挙げられる。また、前記高分子化合物としては、前記モノマーを単独で重合して得られる化合物であってもよいし、2種以上の前記モノマーを組み合わせて重合して得られる化合物であってもよい。また、前記高分子化合物としては、前記式(1)で表される化合物を重合させて得られる化合物であってもよいし、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、スチレン、及び酢酸ビニル等の共重合モノマーと共重合させた共重合体であってもよい。また、この共重合体モノマーも、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Further, as described above, the redox compound may be a polymer compound, and examples thereof include a compound obtained by polymerizing the compound represented by the formula (1). Examples of the polymer compound include 4-acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy radical, 4-methacryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy radical. 3-acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpyrrolidinyloxy radical, 3-methacryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpyrrolidinyloxy radical, 4-vinyloyloxy-2,2 , 6,6-tetramethylpiperidinyloxy radical, 4-vinyloyloxy-2,2,5,5-tetramethylpyrrolidinyloxy radical, and the like, and the like. Further, the polymer compound may be a compound obtained by polymerizing the monomer alone, or a compound obtained by polymerizing a combination of two or more of the monomers. The polymer compound may be a compound obtained by polymerizing the compound represented by the formula (1), or a copolymer of ethylene, propylene, butadiene, isoprene, styrene, vinyl acetate, or the like. It may be a copolymer copolymerized with a monomer. Moreover, this copolymer monomer may also be used independently and may be used in combination of 2 or more type.
また、前記式(1)で表される化合物は、所定の合成方法で合成して得られた化合物であってもよいし、市販品であってもよい。合成方法としては、前記式(1)で表される化合物が得られる合成方法であれば、特に限定されないが、例えば、二置換アミン化合物のアミノ基を酸化させるニトロキシド化させる方法等が挙げられる。 The compound represented by the formula (1) may be a compound obtained by synthesis by a predetermined synthesis method, or may be a commercially available product. The synthesis method is not particularly limited as long as the compound represented by the formula (1) is obtained, and examples thereof include a nitroxide method for oxidizing the amino group of the disubstituted amine compound.
また、前記電解質層13には、前記電解液及び前記レドックス化合物以外の成分を含有していてもよい。前記電解質層13に含有される他の成分としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、及びポリビニルアルコールアセタール等が挙げられる。
The
また、前記電解質層13は、基材を含んでいてもよい。前記電解質層13としては、例えば、前記レドックス化合物を含む前記電解液を前記基材に含浸させたもの等が挙げられる。また、前記基材としては、例えば、ガラス繊維ろ紙等が挙げられる。
The
前記解質層13の製造方法としては、前記電解質層13が製造できれば、特に限定されない。前記電解質層13が、前記基材を含む場合、例えば、前記電解液に前記レドックス化合物を分散又は溶解させ、このレドックス化合物を含む電解液を前記基材に含浸させる方法等が挙げられる。前記含浸は、前記電解液や前記基材に超音波振動を印加しながら、行うことが好ましい。そうすることによって、電解質層に、微小な穴、すなわち、ピンホールが形成されることを抑制することができる。
The method for producing the
また、前記電圧印加部14は、前記一対の電極11,12間に電圧を印加することができれば、特に限定されない。すなわち、前記電圧印加部14は、上述したように、前記一対の電極11,12間のどちらの電極の電位を高くするように、前記一対の電極11,12間に電圧を印加する。また、前記電圧印加部14は、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を取り込む側の第1電極の電位が、前記電解質層から二酸化炭素を放出する側の第2電極より常に低くなるように印加することが好ましい。そうすることによって、前記第1電極の電位が、前記第2電極の電位より常に低くなるように、前記電圧印加部で印加するだけで、前記第1電極側で、二酸化炭素を取り込み、前記第2電極側で、二酸化炭素を放出することができる。よって、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素をより簡易に分離することができる。すなわち、本実施形態に係る二酸化炭素分離装置は、前記電圧印加部で、一対の電極11,12間に電圧を印加するだけで、電極間に印加する電圧を反転させることなく(各電極の電位の高低を切り替えることなく)、二酸化炭素を分離することができる。また、前記電圧印加部14は、電極間に印加する電圧を反転させることのできない印加部であってもよく、例えば、二次電池、外部電源、及びキャパシタ等が挙げられる。
The
また、前記第1流路15及び前記第2流路16は、気体を流通させることができる流路であれば、特に限定されない。
Moreover, the said
また、前記二酸化炭素分離装置10は、前記構造のものを製造することができれば、その製造方法は、特に限定されない。具体的には、前記電極11,12、前記電解質層13、前記電圧印加部14、前記第1流路15、及び前記第2流路16を用いて、図1に示す構造になるように、一般的な組み立て方法で組み立てる方法等が挙げられる。
Moreover, the manufacturing method of the carbon
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[実施例1]
<二酸化炭素分離装置の作製>
以下の手順で、図1に示す構造を有する二酸化炭素分離装置を作製した。
[Example 1]
<Production of carbon dioxide separator>
A carbon dioxide separator having the structure shown in FIG. 1 was produced by the following procedure.
(電解質層(二酸化炭素分離体))
二酸化炭素を溶解可能な電解液(イオン液体)である1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムクロライド(シグマアルドリッチ社製)14.6g(0.1モル)に、前記レドックス化合物である4−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシラジカルを28.4g(0.1モル)、ポリエチレングリコール(分子量10000)5gを、それぞれ添加し、40℃に加熱し、攪拌混合した。このようにして得られた液体を、ガラス繊維ろ紙(ADVANTEC社製のGC50)に含浸させた。そして、前記ガラス繊維ろ紙を浸漬させた前記液体に、超音波振動を与えた。そうすることによって、電解質層(二酸化炭素分離体)が得られた。得られた電解質層を目視で確認したところ、微小な穴(ピンホール)が確認できなかった。
(Electrolyte layer (carbon dioxide separator))
To 14.6 g (0.1 mol) of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (Sigma Aldrich), which is an electrolytic solution (ionic liquid) capable of dissolving carbon dioxide, is 4-octyloxy, which is the redox compound. 28.4 g (0.1 mol) of −2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy radical and 5 g of polyethylene glycol (molecular weight 10,000) were added, heated to 40 ° C., and mixed with stirring. The liquid thus obtained was impregnated into glass fiber filter paper (GC50 manufactured by ADVANTEC). And the ultrasonic vibration was given to the said liquid in which the said glass fiber filter paper was immersed. By doing so, an electrolyte layer (carbon dioxide separator) was obtained. When the obtained electrolyte layer was visually confirmed, minute holes (pinholes) could not be confirmed.
(電極)
カーボンペーパ(SGLカーボンジャパン株式会社製のGDL35BC)を、縦20mm×横20mm×厚み1mmのサイズに切り出した。この切り出したカーボンペーパの一方の面に、導電性銅箔テープを貼り付けた。これを2枚用意し、各電極(カソード電極及びアノード電極)として用いた。
(electrode)
Carbon paper (GDL35BC manufactured by SGL Carbon Japan Co., Ltd.) was cut into a size of 20 mm long × 20 mm wide × 1 mm thick. A conductive copper foil tape was attached to one surface of the cut out carbon paper. Two of these were prepared and used as each electrode (cathode electrode and anode electrode).
(流路)
ポリテトラフルオロエチレン製の樹脂板を、縦50mm×横50mm×厚み5mmのサイズに切り出し、適所に穴を2箇所あけた。この切り出した樹脂板に、前記穴と連結する、深さ1mm×縦20mm×横20mmの溝を掘った。これを2枚用意し、各流路(第1流路及び第2流路)として用いた。
(Flow path)
A resin plate made of polytetrafluoroethylene was cut into a size of 50 mm long × 50 mm wide × 5 mm thick, and two holes were made at appropriate positions. A groove having a depth of 1 mm, a length of 20 mm, and a width of 20 mm connected to the hole was dug in the cut out resin plate. Two of these were prepared and used as each flow path (first flow path and second flow path).
(二酸化炭素分離装置)
図1に示す構造となるように、前記電解質層、前記電極、及び流路を組み立て、電極の導電性銅箔テープに電圧印加部としての電源を接続した。そうすることによって、図1に示す構造の二酸化炭素分離装置を製造した。
(Carbon dioxide separator)
The electrolyte layer, the electrode, and the flow path were assembled so that the structure shown in FIG. 1 was obtained, and a power source as a voltage application unit was connected to the conductive copper foil tape of the electrode. By doing so, the carbon dioxide separator having the structure shown in FIG. 1 was manufactured.
[評価]
前記二酸化炭素分離装置を、以下の評価方法で評価した。
[Evaluation]
The carbon dioxide separator was evaluated by the following evaluation method.
まず、前記二酸化炭素分離装置を、室温(28℃)の環境下に設置し、カソード側電極側の流路の穴に、二酸化炭素が充填したガスバックを装着した。アノード側電極側の流路の穴に、ポータブル炭酸ガス濃度計(東亜ディーケーケー株式会社製のCGP−31)を装着した。この装着時に測定された二酸化濃度は、0.4%であった。そして、前記電源を調整することにより、前記電極間に、下記表1に示す電圧(0.5V、1.5V、3V)を印加した。電圧を印加した後、10分後の二酸化炭素濃度を測定した。 First, the carbon dioxide separator was installed in an environment of room temperature (28 ° C.), and a gas bag filled with carbon dioxide was attached to the hole of the channel on the cathode side electrode side. A portable carbon dioxide concentration meter (CGP-31 manufactured by Toa DKK Co., Ltd.) was attached to the hole of the channel on the anode side electrode side. The dioxide concentration measured at the time of wearing was 0.4%. And the voltage (0.5V, 1.5V, 3V) shown in following Table 1 was applied between the said electrodes by adjusting the said power supply. After applying the voltage, the carbon dioxide concentration after 10 minutes was measured.
その結果、印加した電圧が0.5Vのとき、二酸化炭素濃度が15.3%であった。また、印加した電圧が1.5Vのとき、二酸化炭素濃度が45%であった。また、印加した電圧が3Vのとき、二酸化炭素濃度が90.1%であった。これらの結果を表1に示す。 As a result, when the applied voltage was 0.5 V, the carbon dioxide concentration was 15.3%. When the applied voltage was 1.5 V, the carbon dioxide concentration was 45%. When the applied voltage was 3V, the carbon dioxide concentration was 90.1%. These results are shown in Table 1.
[実施例2]
二酸化炭素を溶解可能な電解液(イオン液体)として、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムクロライドの代わりに、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム ビス(トリフロロメチルスルホニルイミド)42.9gを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、二酸化炭素分離装置を製造した。そして、得られた二酸化炭素分離装置を用いて、実施例1と同様の評価を行った。
[Example 2]
As an electrolytic solution (ionic liquid) capable of dissolving carbon dioxide, 42.9 g of 1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonylimide) is used instead of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride. A carbon dioxide separator was manufactured in the same manner as in Example 1 except that. And evaluation similar to Example 1 was performed using the obtained carbon dioxide separator.
この結果は、表1に示す。 The results are shown in Table 1.
[実施例3]
レドックス化合物として、4−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシラジカルの代わりに、4−メタクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシラジカルをモノマーとして重合して得られた化合物[ポリ(4−メタクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシラジカル)]24.0gを用い、ポリエチレングリコールを添加しなかった以外は、実施例1と同様にして、二酸化炭素分離装置を製造した。そして、得られた二酸化炭素分離装置を用いて、実施例1と同様の評価を行った。
[Example 3]
As a redox compound, 4-methacryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy radical is used as a monomer instead of 4-octyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy radical Except that 24.0 g of the compound obtained by polymerization as [poly (4-methacryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy radical)] was used and polyethylene glycol was not added In the same manner as in Example 1, a carbon dioxide separator was manufactured. And evaluation similar to Example 1 was performed using the obtained carbon dioxide separator.
この結果は、表1に示す。 The results are shown in Table 1.
[比較例1]
レドックス化合物である4−メタクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシラジカルをモノマーとして重合して得られた化合物[ポリ(4−メタクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルオキシラジカル)]を28.4gを、トルエン30.0gに溶解させた。この溶液を、ガラス繊維ろ紙(ADVANTEC社製のGC50)の全面に滴下した。その後、前記溶液が滴下されたガラス繊維ろ紙を、窒素雰囲気下で乾燥した。そうすることで、トルエンが除去され、固体状の電解質層が得られた。この電解質層を用いたこと以外、実施例1と同様にして、二酸化炭素分離装置を製造した。そして、得られた二酸化炭素分離装置を用いて、実施例1と同様の評価を行った。
[Comparative Example 1]
A compound obtained by polymerizing redox compound 4-methacryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy radical as a monomer [poly (4-methacryloyloxy-2,2,6,6- 28.4 g of tetramethylpiperidinyloxy radical)] was dissolved in 30.0 g of toluene. This solution was dropped on the entire surface of glass fiber filter paper (GC50 manufactured by ADVANTEC). Thereafter, the glass fiber filter paper onto which the solution was dropped was dried under a nitrogen atmosphere. By doing so, toluene was removed and the solid electrolyte layer was obtained. A carbon dioxide separator was manufactured in the same manner as in Example 1 except that this electrolyte layer was used. And evaluation similar to Example 1 was performed using the obtained carbon dioxide separator.
この結果は、表1に示す。 The results are shown in Table 1.
[比較例2]
レドックス化合物を添加しなかった以外は、実施例1と同様にして、二酸化炭素分離装置を製造した。そして、得られた二酸化炭素分離装置を用いて、実施例1と同様の評価を行った。
[Comparative Example 2]
A carbon dioxide separator was produced in the same manner as in Example 1 except that no redox compound was added. And evaluation similar to Example 1 was performed using the obtained carbon dioxide separator.
この結果は、表1に示す。 The results are shown in Table 1.
表1からわかるように、二酸化炭素を溶解可能な電解液と、N−オキシラジカル基を分子内に有するレドックス化合物とを含む電解質層を、一対の電極で挟んだ二酸化炭素分離装置(実施例1〜3)は、電源で一対の電極間に電圧を印加するだけで、二酸化炭素を含む気体からの二酸化炭素の分離が確認できた。 As can be seen from Table 1, a carbon dioxide separator (Example 1) in which an electrolyte layer containing an electrolyte solution capable of dissolving carbon dioxide and a redox compound having an N-oxy radical group in the molecule is sandwiched between a pair of electrodes. In 3), separation of carbon dioxide from a gas containing carbon dioxide could be confirmed only by applying a voltage between the pair of electrodes with a power source.
これに対して、二酸化炭素を溶解可能な電解液を含まず、N−オキシラジカル基を分子内に有するレドックス化合物からなる固体状の電解質層を用いた場合(比較例1)は、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を分離できなかった。これは、二酸化炭素を電解質層に取り込むことができないことや、そのことにより、レドックス化合物による二酸化炭素の吸着及び脱着が二酸化炭素の分離に寄与できなかったこと等によると考えられる。また、二酸化炭素を溶解可能な電解液を含むが、N−オキシラジカル基を分子内に有するレドックス化合物を含まない電解質層を用いた場合(比較例2)は、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素をわずかに分離できたものの、実施例1〜3に比べると、その分離性が著しく低下した。これは、レドックス化合物が含有されていないので、レドックス化合物による二酸化炭素の分離機能が発揮できないことによると考えられる。 On the other hand, when a solid electrolyte layer made of a redox compound having no N-oxy radical group in the molecule is used (Comparative Example 1), the carbon dioxide is not contained. Carbon dioxide could not be separated from the contained gas. This is considered to be due to the fact that carbon dioxide cannot be taken into the electrolyte layer and that the adsorption and desorption of carbon dioxide by the redox compound could not contribute to the separation of carbon dioxide. In addition, when an electrolyte layer containing an electrolyte solution capable of dissolving carbon dioxide but not containing a redox compound having an N-oxy radical group in the molecule is used (Comparative Example 2), carbon dioxide is removed from a gas containing carbon dioxide. Was slightly separated, but the separability was significantly reduced compared to Examples 1-3. This is presumably because the redox compound does not contain the carbon dioxide separation function of the redox compound.
10 二酸化炭素分離装置
11,12 電極
13 電解質層
14 電圧印加部
15 第1流路
16 第2流路
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記電解質層を挟んで、前記電解質層上に設けられた、一対の電極と、
前記一対の電極間に電圧を印加する電圧印加部とを備え、
前記一対の電極が、それぞれ、気体を透過可能な電極であり、
前記電解質層が、二酸化炭素を溶解可能な電解液と、N−オキシラジカル基を分子内に有するレドックス化合物とを含むことを特徴とする二酸化炭素分離装置。 An electrolyte layer;
A pair of electrodes provided on the electrolyte layer with the electrolyte layer interposed therebetween,
A voltage application unit for applying a voltage between the pair of electrodes,
Each of the pair of electrodes is an electrode capable of transmitting gas,
The carbon dioxide separator characterized by the said electrolyte layer containing the electrolyte solution which can melt | dissolve a carbon dioxide, and the redox compound which has a N-oxy radical group in a molecule | numerator.
前記電圧印加部は、前記第1電極の電位が前記第2電極の電位より常に低くなるように印加する請求項1に記載の二酸化炭素分離装置。 The pair of electrodes includes a first electrode on the side for taking in carbon dioxide from a gas containing carbon dioxide, and a second electrode on the side for releasing carbon dioxide from the electrolyte layer,
The carbon dioxide separator according to claim 1, wherein the voltage application unit applies the potential of the first electrode so that the potential of the first electrode is always lower than the potential of the second electrode.
[式(1)中、Zは、−CR5R6CR7R8−、−CR9R10CR11R12CR13R14−、−(CR15R16)O−、−(CR17R18)NR27−、−(CR19R20)O(CR21R22)−、又は、−(CR23R24)NR28(CR25R26)−を示し、R1〜R28は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を示す。] The redox compound is a compound represented by the following formula (1) or a compound having a group in which one hydrogen atom is eliminated from the compound represented by the following formula (1). The carbon dioxide separator according to any one of claims.
[In formula (1), Z, -CR 5 R 6 CR 7 R 8 -, - CR 9 R 10 CR 11 R 12 CR 13 R 14 -, - (CR 15 R 16) O -, - (CR 17 R < 18 >) NR < 27 >-,-(CR < 19 > R < 20 >) O (CR < 21 > R < 22 >)-, or-(CR < 23 > R < 24 >) NR < 28 > (CR < 25 > R < 26 >)-", wherein R < 1 > to R < 28 > are And each independently represents a hydrogen atom or a substituent. ]
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