WO2025192589A1 - 二酸化炭素吸収剤用化合物、二酸化炭素吸収剤、二酸化炭素分離方法、二酸化炭素分離回収方法、及び二酸化炭素吸収剤を用いた装置 - Google Patents

二酸化炭素吸収剤用化合物、二酸化炭素吸収剤、二酸化炭素分離方法、二酸化炭素分離回収方法、及び二酸化炭素吸収剤を用いた装置

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WO2025192589A1
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WO
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carbon dioxide
absorbent
dioxide absorbent
porous
phosphine oxide
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正 杉矢
恵里 古井
智史 竹下
陸 鈴木
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Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • C07F9/50—Organo-phosphines
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    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Definitions

  • the present invention relates to a compound for a carbon dioxide absorbent, a carbon dioxide absorbent, a carbon dioxide separation method, a carbon dioxide separation and capture method, and an apparatus using a carbon dioxide absorbent.
  • Carbon dioxide capture technologies include chemical absorption, physical absorption, solid absorption, and membrane separation, but chemical absorption is the most widely used method as it can handle a wide range of concentrations. This chemical absorption method involves absorbing carbon dioxide into a liquid through a chemical reaction, and then heating the absorption liquid to release and capture the carbon dioxide.
  • Patent Document 1 discloses an ionic liquid having an aminium cation with one or more primary or secondary amino groups and an ethylenediamine or propylenediamine skeleton.
  • Patent Document 1 Although the carbon dioxide absorbent described in Patent Document 1 is capable of absorbing large amounts of carbon dioxide at room temperature, there is room for further improvement in its carbon dioxide absorption performance.
  • the object of the present invention is to provide a carbon dioxide absorbent compound and carbon dioxide absorbent that have excellent carbon dioxide absorption performance, a carbon dioxide absorbent that, in addition to the above-mentioned carbon dioxide absorption performance, can easily desorb carbon dioxide when the absorbent is regenerated, a carbon dioxide separation method using the carbon dioxide absorbent, a carbon dioxide separation and capture method, and an apparatus using the carbon dioxide absorbent.
  • a phosphine oxide compound represented by the following general formula (1) has superior carbon dioxide absorption performance compared to conventional compounds, and furthermore, that carbon dioxide can be easily desorbed when the carbon dioxide absorbent is regenerated, leading to the completion of the present invention.
  • a, b, and c represent integers of 1 or more and 10 or less, R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent an amino group or a hydroxy group, and at least one of R 1 , R 2 , and R 3 is an amino group.
  • the present invention (1) relates to a compound represented by the following general formula (1):
  • a, b, and c represent integers of 1 or more and 10 or less, R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent an amino group or a hydroxy group, and at least one of R 1 , R 2 , and R 3 is an amino group.
  • the present invention provides a compound for use as a carbon dioxide absorbent, which is a phosphine oxide compound represented by the following formula:
  • the present invention (2) also provides a carbon dioxide absorbent characterized by containing the carbon dioxide absorbent compound of the present invention (1).
  • the present invention (3) also provides a carbon dioxide separation method, which includes a carbon dioxide separation step of contacting a mixed gas containing carbon dioxide with the carbon dioxide absorbent of the present invention (2) and causing the carbon dioxide absorbent to absorb the carbon dioxide in the mixed gas, thereby separating carbon dioxide from the mixed gas.
  • the present invention (4) also provides a carbon dioxide separation and capture method comprising: a carbon dioxide separation step of contacting a mixed gas containing carbon dioxide with the carbon dioxide absorbent of the present invention (2) to cause the carbon dioxide absorbent to absorb the carbon dioxide in the mixed gas, thereby separating carbon dioxide from the mixed gas; and a carbon dioxide capture step of heating the carbon dioxide absorbent that has absorbed carbon dioxide in the carbon dioxide separation step at a temperature of 50°C or higher and 150°C or lower, thereby desorbing carbon dioxide from the carbon dioxide absorbent that has absorbed the carbon dioxide, thereby regenerating the carbon dioxide absorbent and capturing the desorbed carbon dioxide.
  • the present invention (5) provides a device characterized by using the carbon dioxide absorbent of the present invention (3).
  • the present invention provides a carbon dioxide absorbent compound and a carbon dioxide absorbent that have excellent carbon dioxide absorption performance, a carbon dioxide absorbent that not only has the above-mentioned carbon dioxide absorption performance but also easily desorbs carbon dioxide when the absorbent is regenerated, a carbon dioxide separation method using the carbon dioxide absorbent of the present invention, a carbon dioxide separation and capture method, and an apparatus using the carbon dioxide absorbent of the present invention.
  • the present invention will be described below based on preferred embodiments.
  • the compound for a carbon dioxide absorbent of the present invention is represented by the following general formula (1):
  • a, b, and c represent integers of 1 or more and 10 or less, R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent an amino group or a hydroxy group, and at least one of R 1 , R 2 , and R 3 is an amino group.
  • It is a phosphine oxide compound represented by the formula:
  • the phosphine oxide compound represented by general formula (1) has a phosphine oxide structure ( ⁇ 3 P ⁇ O), and therefore has high heat resistance, a low vapor pressure within a heating temperature range during regeneration of the carbon dioxide absorbent after carbon dioxide absorption, for example, a heating temperature range of 50° C. or higher and 150° C. or lower, and is almost non-volatile.
  • a, b, and c represent integers of 1 or more and 10 or less, preferably 1 or more and 4 or less, and more preferably 3 or more and 4 or less.
  • the numbers a, b, and c may be the same or different, but from the perspective of ease of synthesis, it is preferable that they are the same. In the present invention, from the perspective of industrial availability, it is particularly preferable that a, b, and c are each 3.
  • R 1 , R 2 and R 3 each independently represent an amino group (—NH 2 ) or a hydroxy group (—OH).
  • R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different, but are preferably the same from the viewpoint of ease of synthesis.
  • the carbon dioxide absorbent compound of the present invention can absorb carbon dioxide by reacting the amino group of the phosphine oxide compound represented by general formula (1) with carbon dioxide.
  • the carbon dioxide absorbent compound of the present invention is a compound used as a substance for absorbing carbon dioxide in a carbon dioxide absorbent.
  • the carbon dioxide absorbent of the present invention is characterized by containing the compound for use in a carbon dioxide absorbent of the present invention.
  • the carbon dioxide absorbent of the present invention is characterized by containing a phosphine oxide compound represented by general formula (1).
  • the phosphine oxide represented by general formula (1) absorbs carbon dioxide.
  • the phosphine oxide compound represented by general formula (1) in the carbon dioxide absorbent of the present invention is the same as the phosphine oxide compound represented by general formula (1) in the compound for use in a carbon dioxide absorbent of the present invention.
  • the form in which the phosphine oxide compound represented by general formula (1) exists is not particularly limited.
  • it may exist supported on a carrier, dissolved in an aqueous solvent, or in the form of a mixture with a soluble organic solvent or amine compound.
  • the carbon dioxide absorbent of the present invention is characterized by comprising a porous carrier and a carbon dioxide absorbent compound of the present invention supported on the porous carrier.
  • the carbon dioxide absorbent of the present invention is characterized by comprising a porous carrier and a phosphine oxide compound represented by general formula (1) supported on the porous carrier.
  • the phosphine oxide compound represented by general formula (1) which is a liquid, is taken up into the pores of the porous carrier and physically adsorbed, so that the phosphine oxide compound represented by general formula (1) is supported on the porous carrier.
  • the porous carrier for the carbon dioxide absorbent of the present invention is not particularly limited, as long as it has a porous structure with numerous internal pores, can incorporate the phosphine oxide compound represented by general formula (1) into the internal pores, and can physically adsorb and retain the phosphine oxide compound represented by general formula (1) within the pores.
  • porous carriers include activated carbon, silica gel, layered silicates, mesoporous silica, zeolites, vermiculite, molecular sieves, porous silica, diatomaceous earth, porous resins, porous fibers, porous metal-organic frameworks, porous alumina, porous ceramics, porous concrete, activated clay, clay minerals, and composites thereof.
  • Activated carbon, silica gel, mesoporous silica, zeolites, molecular sieves, composites of alumina and silica gel, and composites of alumina and mesoporous silica are preferred, as they can increase the amount of the phosphine oxide compound represented by general formula (1) that can be supported.
  • the porous carrier is a porous material capable of retaining water within its pores, such as activated carbon, silica gel, mesoporous silica, zeolite, molecular sieve, alumina-silica gel composite, or alumina-mesoporous silica composite
  • the moisture in the gas to be treated containing carbon dioxide is adsorbed into the pores of the porous material, preventing the carbon dioxide absorbent compound from eluting from the porous carrier and improving the carbon dioxide absorption performance of the carbon dioxide absorbent.
  • the porous material capable of retaining water within its pores examples include materials that can retain water at a moisture content of 5 to 30% by mass, preferably 10 to 25% by mass.
  • the BET specific surface area of the porous support is preferably 1.0 ⁇ 10 1 to 5.0 ⁇ 10 3 m 2 /g, preferably 5.0 ⁇ 10 1 to 2.0 ⁇ 10 3 m 2 /g.
  • the pore volume of the porous support measured by gas adsorption is preferably 0.1 to 2.0 cm 3 /g, preferably 0.3 to 1.5 cm 3 /g.
  • the shape of the porous carrier may be, for example, granular, powdery, fibrous, plate-like, cylindrical, honeycomb-like, dice-like, or rectangular. Of these, granular or powdery shapes are preferred from the standpoint of contact with the carbon dioxide-containing mixed gas and packing into packing equipment such as columns and towers.
  • the porous carrier may also be in the form of a molded body.
  • activated carbon, silica gel, mesoporous silica, zeolite, molecular sieves, alumina and silica gel composites, and alumina and mesoporous silica composites are preferred from the viewpoints of ease of handling and ability to easily support the liquid phosphine oxide compound represented by general formula (1), with activated carbon, silica gel, mesoporous silica, alumina and silica gel composites, and alumina and mesoporous silica composites being particularly preferred.
  • activated carbons can be used in the present invention, including activated carbons made from raw materials such as wood, coconut shells, coal, petroleum pitch, coke, and coal tar.
  • the activated carbon may also be a molded body.
  • the activated carbon preferably has the following physical properties measured according to JIS K1474 (activated carbon testing method): loss on drying of 0.1-5.0%, residue on ignition of 0.1-5.0%, packing density of 0.25-0.85 g/ml, acetone adsorption capacity of 14.0-41.0%, iodine adsorption capacity of 600-2600 mg/g, and hardness of 90.0-100.0%.
  • the silica gel used in the present invention includes various types of silica gel, and preferably contains at least 99% by mass of silicon oxide, and particularly at least 99.9% by mass.
  • the silica gel may be in the form of a molded body.
  • the silica gel preferably has an average particle size of 0.005 to 10 mm as measured by a scanning electron microscope, and a loss on drying of 10% or less.
  • zeolites can be used in the present invention, including, for example, LTA-type zeolite, FER-type zeolite, MWW-type zeolite, MFI-type zeolite, MOR-type zeolite, LTL-type zeolite, FAU-type zeolite, and BEA-type zeolite.
  • the zeolite may be in the form of a molded body.
  • the zeolite have an average particle size of 0.01 to 15 mm as measured by scanning electron microscope.
  • the two or more phosphine oxide compounds represented by general formula (1) when two or more phosphine oxide compounds represented by general formula (1) are supported on a porous carrier, the two or more phosphine oxide compounds may be supported in the form of a mixed liquid, or each of the two or more phosphine oxide compounds represented by general formula (1) may be supported on a different portion of the porous carrier. That is, for example, when two phosphine oxide compounds represented by general formula (1) are supported on a porous carrier, the two phosphine oxide compounds represented by general formula (1) may be mixed first, and the resulting mixed liquid may be incorporated into the pores of the porous carrier to support the two phosphine oxide compounds.
  • one of the two phosphine oxide compounds represented by general formula (1) may be incorporated into the pores of the porous carrier first, and then the other phosphine oxide compound represented by general formula (1) may be incorporated into the pores of the porous carrier to support the two phosphine oxide compounds represented by general formula (1).
  • the impregnation rate (content) of the phosphine oxide compound represented by general formula (1) in the carbon dioxide absorbent of the present invention is not particularly limited, but is preferably 5 to 60 mass%, more preferably 5 to 55 mass%, and particularly preferably 10 to 55 mass%, relative to the entire carbon dioxide absorbent.
  • the impregnation amount of the phosphine oxide compound represented by general formula (1) in the carbon dioxide absorbent is within the above range, it is uniformly present on the inner surfaces of the pores of the porous support, allowing for efficient absorption of carbon dioxide.
  • the carbon dioxide absorbent of the present invention is supported on a porous carrier and is a phosphine oxide compound represented by general formula (1) that is capable of chemically adsorbing carbon dioxide. This allows the carbon dioxide absorbent to absorb carbon dioxide more efficiently when the temperature is between -20°C and 60°C, and since carbon dioxide is easily desorbed, the carbon dioxide absorbent can be easily regenerated.
  • the carbon dioxide absorbent of the present invention is present over the surface of a porous carrier with a large surface area, which increases the contact area between the phosphine oxide compound represented by general formula (1) and carbon dioxide. Therefore, the carbon dioxide absorbent of the present invention can increase the carbon dioxide absorption efficiency.
  • the carbon dioxide absorbent of the present invention is supported on a solid carrier, it can be packed into a column or reaction tower for use. Furthermore, compared to liquid carbon dioxide absorbents, the carbon dioxide absorbent of the present invention forms appropriate gaps when packed into a column or reaction tower, allowing it to come into contact with carbon dioxide or a carbon dioxide-containing gas more efficiently.
  • the carbon dioxide absorbent of the present invention can separate and recover carbon dioxide from a mixed gas containing carbon dioxide.
  • the mixed gas is not particularly limited in terms of other components, as long as it contains carbon dioxide.
  • other components include oxygen, nitrogen, carbon monoxide, nitric oxide, nitrogen dioxide, nitrous oxide, dinitrogen trioxide, dinitrogen tetroxide, dinitrogen pentoxide, sulfur monoxide, sulfur dioxide, sulfur trioxide, phosphoric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and water.
  • the concentration of carbon dioxide in the mixed gas is not particularly limited, and may be a high concentration with a purity of approximately 100%, or a concentration similar to that present in the atmosphere.
  • the carbon dioxide absorbent of the present invention is useful as an absorbent for separating and capturing carbon dioxide from a mixed gas containing carbon dioxide emitted from, for example, power plants such as coal-fired power plants and natural gas-fired power plants, factories such as chemical plants, waste disposal sites and steelworks, transportation equipment such as automobiles, aircraft and ships, etc.
  • the carbon dioxide absorbent is also useful as an absorbent used in a DAC (Direct Air Capture) device that separates and captures carbon dioxide directly from the atmosphere. That is, the carbon dioxide absorbent of the present invention is suitable as a carbon dioxide absorbent for use in various devices such as devices used in power plants, factories, and transportation equipment, and DAC devices.
  • the carbon dioxide separation method of the present invention is characterized by having a carbon dioxide separation step (A) in which a mixed gas containing carbon dioxide is contacted with the carbon dioxide absorbent of the present invention, causing the carbon dioxide absorbent to absorb the carbon dioxide in the mixed gas, thereby separating carbon dioxide from the mixed gas.
  • the carbon dioxide separation and capture method of the present invention is characterized by comprising: a carbon dioxide separation step (A) in which a mixed gas containing carbon dioxide is contacted with the carbon dioxide absorbent of the present invention to cause the carbon dioxide absorbent to absorb the carbon dioxide in the mixed gas, thereby separating carbon dioxide from the mixed gas; and a carbon dioxide capture step (B) in which the carbon dioxide absorbent that has absorbed carbon dioxide in the carbon dioxide separation step is heated at a temperature of 50°C or higher and 150°C or lower to desorb carbon dioxide from the carbon dioxide absorbent that has absorbed carbon dioxide, thereby regenerating the carbon dioxide absorbent and capturing the desorbed carbon dioxide.
  • the step of separating carbon dioxide from a mixed gas containing carbon dioxide is the carbon dioxide separation step (A) in both cases, and is the same.
  • the carbon dioxide separation step (A) is a step in which the carbon dioxide absorbent of the present invention is brought into contact with a mixed gas containing carbon dioxide, thereby causing the carbon dioxide absorbent of the present invention to absorb the carbon dioxide in the mixed gas.
  • the carbon dioxide separation step (A) can be, for example, a form in which a mixed gas containing carbon dioxide is supplied to an absorbent-packed column or absorbent-packed tower packed with the carbon dioxide absorbent of the present invention, the mixed gas is brought into contact with the carbon dioxide absorbent, and the carbon dioxide in the mixed gas is absorbed by the carbon dioxide absorbent, thereby separating carbon dioxide from the mixed gas.
  • the mixed gas is supplied to the absorbent-packed column or absorbent-packed tower, thereby bringing the mixed gas into contact with the carbon dioxide absorbent, and the mixed gas after contact with the carbon dioxide absorbent in the absorbent-packed column or absorbent-packed tower is discharged from the absorbent-packed column or absorbent-packed tower.
  • the method for packing the absorbent of the present invention into the absorbent-packed column or absorbent-packed tower is not particularly limited, and can be carried out under atmospheric pressure or reduced pressure.
  • the temperature of the carbon dioxide absorbent in the carbon dioxide separation step (A) is not limited as long as the carbon dioxide absorbent can exhibit its function, but a temperature of -20°C or higher and 60°C or lower, particularly 0°C or higher and 40°C or lower, is preferred from the perspective of more efficient absorption of carbon dioxide.
  • the pressure (absolute pressure) in the carbon dioxide separation step (A) is not particularly limited, and the step can be carried out under atmospheric pressure.
  • a mixed gas containing carbon dioxide is brought into contact with the carbon dioxide absorbent, whereby the carbon dioxide in the mixed gas is absorbed by the carbon dioxide absorbent of the present invention, and the carbon dioxide can be separated from the mixed gas.
  • a carbon dioxide absorbent that has absorbed carbon dioxide is obtained.
  • the carbon dioxide separation and capture method of the present invention includes a carbon dioxide capture step (B) of regenerating the carbon dioxide absorbent that has absorbed carbon dioxide in the carbon dioxide separation step and capturing carbon dioxide.
  • the carbon dioxide recovery step (B) is a step of heating the carbon dioxide absorbent that has absorbed carbon dioxide in the carbon dioxide separation step (A) to desorb carbon dioxide from the carbon dioxide absorbent that has absorbed carbon dioxide.
  • the carbon dioxide recovery step (B) may, for example, be a step in which, after the carbon dioxide separation step (A), the carbon dioxide absorbent packed in the absorbent-packed column or absorbent-packed tower is heated to regenerate the carbon dioxide absorbent and recover the desorbed carbon dioxide.
  • the heating temperature of the carbon dioxide absorbent is 50°C or higher and 150°C or lower, preferably 80°C or higher and 140°C or lower.
  • the higher the heating temperature the easier it is for carbon dioxide to be desorbed from the carbon dioxide absorbent that has absorbed carbon dioxide.
  • carbon dioxide can be desorbed at a temperature of 50°C or higher and 150°C or lower, preferably 80°C or higher and 140°C or lower, which is equal to or higher than the temperature in the carbon dioxide separation step (A).
  • the heating temperature is preferably 80 to 120°C.
  • the pressure (absolute pressure) is not particularly limited, and the process may be carried out under atmospheric pressure or under reduced pressure.
  • the pressure (absolute pressure) is 85 kPa or less, preferably 60 kPa or less, from the viewpoint of preventing oxidation of the carbon dioxide absorbent; further, from the viewpoint of efficiently desorbing carbon dioxide from the carbon dioxide absorbent, it is more preferably 50 kPa or less, more preferably 10 kPa or less, and particularly preferably 4 kPa or less.
  • the carbon dioxide separation step (A) and the carbon dioxide capture step (B) can be repeated two or more times by using the regenerated carbon dioxide absorbent obtained by performing the carbon dioxide capture step (B) as the carbon dioxide absorbent with which the mixed gas containing carbon dioxide is contacted in the carbon dioxide separation step (A).
  • the carbon dioxide separation step (A) and the carbon dioxide capture step (B) are repeated twice, they are performed in the following order: carbon dioxide separation step (A) ⁇ carbon dioxide capture step (B) ⁇ carbon dioxide separation step (A) ⁇ carbon dioxide capture step (B). Then, the carbon dioxide separation step (A) and the carbon dioxide capture step (B) can be repeated as long as the carbon dioxide absorption performance is maintained.
  • the carbon dioxide absorbent of the present invention which contains a phosphine oxide compound represented by general formula (1) with excellent chemical absorption properties, is used to absorb carbon dioxide, thereby increasing the efficiency of carbon dioxide removal from mixed gases.
  • the carbon dioxide separation method and carbon dioxide separation and capture method of the present invention are suitable for use when separating or capturing carbon dioxide from mixed gases containing carbon dioxide emitted from, for example, power plants such as coal-fired power plants and natural gas-fired power plants, factories such as chemical plants, waste treatment facilities and steel mills, and transportation equipment such as automobiles, aircraft and ships. They can also be suitable for use when separating or capturing carbon dioxide directly from the atmosphere, for example.
  • the obtained colorless, transparent liquid was heated under reduced pressure (gauge pressure 4 kPa (absolute pressure 105.3 kPa), 80°C) to distill off excess allylamine and toluene, and the degree of vacuum and temperature were further increased to heat (gauge pressure 0.2 kPa (absolute pressure 101.5 kPa), 160°C).
  • gauge pressure 4 kPa absolute pressure 105.3 kPa
  • 80°C absolute pressure
  • the NMR identification data of the resulting colorless, transparent liquid is as follows: (Identification data) 31 P-NMR (D 2 O); -29.73 ppm 1 H-NMR (D 2 O); 1.40 to 1.46 ppm (m, 6H, -CH 2 -), 1.52 to 1.61 ppm (m, 6H, P-CH 2 -), 2.63 to 2.71 ppm (m, 6H, -CH 2 -NH 2 ), 4.67 ppm (s, 6H, -NH 2 ) As a result, it was confirmed that the compound was tris(3-aminopropyl)phosphine.
  • the NMR identification data of the obtained colorless, transparent liquid is as follows: (Identification data) 31 P-NMR (D 2 O); 60.77 ppm 1 H-NMR (D 2 O); 1.50 to 1.58 ppm (m, 6H, -CH 2 -), 1.71 to 1.77 ppm (m, 6H, P-CH 2 -), 2.57 to 2.60 ppm (t, 6H, -CH 2 -NH 2 ), 4.70ppm (s, 6H, -NH 2 ) As a result, it was confirmed that the compound was tris(3-aminopropyl)phosphine oxide.
  • Neutralization titration with 1/10 N hydrochloric acid titrant showed a concentration of 6.5% and a yield of 89.0%.
  • the NMR identification data of the obtained colorless, transparent viscous liquid is as follows: (Identification data) 31P -NMR; 34.34ppm 1 H-NMR; 0.80 ppm (t, 9H, -CH 3 ), 1.31 to 1.45 ppm (m, 12H, -CH 2 -), 1.54 to 1.59 ppm (m, 2H, -CH 2 -) 2.03 to 2.08 ppm (m, 8H, P-CH 2 -), 2.19ppm (t, 2H, -CH 2 -COO), 2.58, 2.69ppm (t, 2H, -CH 2 -NH 2 ), 3.20, 3.21ppm (s, -NH 2 ) As a result, it was confirmed that the compound was tributyl(3-aminopropyl)phosphonium.beta.-alanine.
  • Example 1 38.0 g (0.172 mol) of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 300 ml of pure water, and 70.0 g of silica gel (CARiACT Q-30, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., particle size 1.70 to 4.00 mm, BET specific surface area 100 m 2 /g, average pore diameter 30 nm) was added, and the mixture was left to stand at room temperature until the silica gel became moisture permeable.
  • silica gel CARiACT Q-30, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., particle size 1.70 to 4.00 mm, BET specific surface area 100 m 2 /g, average pore diameter 30 nm
  • the mixture was concentrated under reduced pressure using an evaporator to completely remove the added water, yielding 108.9 g of a carbon dioxide absorbent in which tris(3-aminopropyl)phosphine oxide was impregnated onto the silica gel.
  • the impregnation rate of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide relative to the total mass of the carbon dioxide absorbent was 35.0 mass%.
  • the obtained carbon dioxide absorbent was evaluated in Carbon Dioxide Absorption Test 1, Carbon Dioxide Absorption Test 2, and Regeneration Test 1, which will be described later.
  • Example 2 28.7 g (0.13 mol) of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 300 ml of pure water, and 85.0 g of silica gel (CARiACT Q-30, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., particle size 1.70 to 4.00 mm, BET specific surface area 100 m 2 /g, average pore diameter 30 nm) was added, and the mixture was left to stand at room temperature until the silica gel became moisture permeable.
  • silica gel CARiACT Q-30, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., particle size 1.70 to 4.00 mm, BET specific surface area 100 m 2 /g, average pore diameter 30 nm
  • the mixture was concentrated under reduced pressure using an evaporator to completely remove the added water, yielding 114.3 g of a carbon dioxide absorbent in which tris(3-aminopropyl)phosphine oxide was impregnated onto the silica gel.
  • the impregnation rate of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide relative to the total mass of the carbon dioxide absorbent was 25.0 mass%.
  • the obtained carbon dioxide absorbent was evaluated in Carbon Dioxide Absorption Test 2, which will be described later.
  • Example 3 33.2 g (0.15 mol) of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 300 ml of pure water, and 40.6 g of silica gel (CARiACT Q-30, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., particle size 1.70 to 4.00 mm, BET specific surface area 100 m 2 /g, average pore diameter 30 nm) was added, and the mixture was left to stand at room temperature until the silica gel became moisture permeable.
  • silica gel CARiACT Q-30, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., particle size 1.70 to 4.00 mm, BET specific surface area 100 m 2 /g, average pore diameter 30 nm
  • the mixture was concentrated under reduced pressure using an evaporator to completely remove the added water, yielding 74.3 g of a carbon dioxide absorbent in which tris(3-aminopropyl)phosphine oxide was impregnated onto the silica gel.
  • the impregnation rate of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide relative to the total mass of the carbon dioxide absorbent was 45.0 mass%.
  • the obtained carbon dioxide absorbent was evaluated in Carbon Dioxide Absorption Test 2, which will be described later.
  • Example 4 33.2 g (0.15 mol) of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 300 ml of pure water, and 54.2 g of silica gel (CARiACT Q-30, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., particle size 1.70 to 4.00 mm, BET specific surface area 100 m 2 /g, average pore diameter 30 nm) was added, and the mixture was left to stand at room temperature until the silica gel became moisture permeable.
  • silica gel CARiACT Q-30, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., particle size 1.70 to 4.00 mm, BET specific surface area 100 m 2 /g, average pore diameter 30 nm
  • the mixture was concentrated under reduced pressure using an evaporator to completely remove the added water, yielding 87.4 g of a carbon dioxide absorbent in which tris(3-aminopropyl)phosphine oxide was impregnated onto the silica gel.
  • the impregnation rate of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide relative to the total mass of the carbon dioxide absorbent was 38.0 mass%.
  • the obtained carbon dioxide absorbent was evaluated in Carbon Dioxide Absorption Test 2, which will be described later.
  • Example 5 33.2 g (0.15 mol) of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 300 ml of pure water, and 61.7 g of silica gel (CARiACT Q-50, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., particle size 1.70 to 4.00 mm, BET specific surface area 80 m 2 /g, average pore diameter 50 nm) was added, and the mixture was left to stand at room temperature until the silica gel became moisture permeable.
  • silica gel CARiACT Q-50, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., particle size 1.70 to 4.00 mm, BET specific surface area 80 m 2 /g, average pore diameter 50 nm
  • the mixture was concentrated under reduced pressure using an evaporator to completely remove the added water, yielding 95.0 g of a carbon dioxide absorbent in which tris(3-aminopropyl)phosphine oxide was impregnated onto the silica gel.
  • the impregnation rate of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide relative to the total mass of the carbon dioxide absorbent was 35.0 mass%.
  • the obtained carbon dioxide absorbent was evaluated in Carbon Dioxide Absorption Test 2, which will be described later.
  • Example 6 33.2 g (0.15 mol) of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 300 ml of pure water, and 54.2 g of silica gel (CARiACT Q-50, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., particle size 1.70 to 4.00 mm, BET specific surface area 80 m 2 /g, average pore diameter 50 nm) was added, and the mixture was left to stand at room temperature until the silica gel became moisture permeable.
  • silica gel CARiACT Q-50, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., particle size 1.70 to 4.00 mm, BET specific surface area 80 m 2 /g, average pore diameter 50 nm
  • the mixture was concentrated under reduced pressure using an evaporator to completely remove the added water, yielding 87.5 g of a carbon dioxide absorbent in which tris(3-aminopropyl)phosphine oxide was impregnated onto the silica gel.
  • the impregnation rate of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide relative to the total mass of the carbon dioxide absorbent was 38.0 mass%.
  • the obtained carbon dioxide absorbent was evaluated in Carbon Dioxide Absorption Test 2, which will be described later.
  • Example 7 33.2 g (0.15 mol) of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 300 ml of pure water, and 49.8 g of silica gel (CARiACT Q-50, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., particle size 1.70 to 4.00 mm, BET specific surface area 80 m 2 /g, average pore diameter 50 nm) was added, and the mixture was left to stand at room temperature until the silica gel became moisture permeable.
  • silica gel CARiACT Q-50, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., particle size 1.70 to 4.00 mm, BET specific surface area 80 m 2 /g, average pore diameter 50 nm
  • the mixture was concentrated under reduced pressure using an evaporator to completely remove the added water, yielding 83.2 g of a carbon dioxide absorbent in which tris(3-aminopropyl)phosphine oxide was impregnated onto the silica gel.
  • the impregnation rate of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide relative to the total mass of the carbon dioxide absorbent was 40.0 mass%.
  • the obtained carbon dioxide absorbent was evaluated in Carbon Dioxide Absorption Test 2, which will be described later.
  • Example 8 Tris(3-aminopropyl)phosphine oxide (22.1 g (0.1 mol)) obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 200 ml of pure water and added to 192.5 g of granular activated carbon Shirasagi G2c (manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.) having a particle size of 4 to 8 mesh at room temperature. While rotating in an evaporator, the degree of vacuum was gradually increased to completely distill off water until the weight reached a constant, thereby obtaining 214.6 g of a carbon dioxide absorbent in which tris(3-aminopropyl)phosphine oxide was impregnated onto activated carbon.
  • granular activated carbon Shirasagi G2c manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.
  • the impregnation rate of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide relative to the total mass of the carbon dioxide absorbent was 10.3 mass %.
  • the obtained carbon dioxide absorbent was evaluated in Carbon Dioxide Absorption Test 1, which will be described later.
  • Example 9 22.1 g (0.1 mol) of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 100 ml of pure water, and then 51.6 g of powdered silica gel (CARPLEX BS-510BX manufactured by Evonik Japan Co., Ltd., average particle size 10.5 ⁇ m, BET specific surface area 290 m2/g, average pore diameter 10 nm, pore volume 1.5 cm3 /g) was added, and the mixture was left to stand at room temperature until the silica gel became moisture permeable.
  • powdered silica gel CARPLEX BS-510BX manufactured by Evonik Japan Co., Ltd., average particle size 10.5 ⁇ m, BET specific surface area 290 m2/g, average pore diameter 10 nm, pore volume 1.5 cm3 /g
  • the mixture was concentrated under reduced pressure using an evaporator to completely distill off the added water, yielding 74.0 g of a carbon dioxide absorbent in which tris(3-aminopropyl)phosphine oxide was impregnated onto silica gel.
  • the impregnation rate of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide relative to the total mass of the carbon dioxide absorbent was 30.0 mass%.
  • the obtained carbon dioxide absorbent was evaluated in Carbon Dioxide Absorption Test 3, which will be described later.
  • Example 10 22.1 g (0.1 mol) of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 100 ml of pure water, and then 33.2 g of powdered silica gel (CARPLEX BS-510BX manufactured by Evonik Japan Co., Ltd., average particle size 10.5 ⁇ m, BET specific surface area 290 m 2 /g, average pore diameter 10 nm, pore volume 1.5 cm 3 /g) was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature until the silica gel became moisture permeable.
  • powdered silica gel CARPLEX BS-510BX manufactured by Evonik Japan Co., Ltd., average particle size 10.5 ⁇ m, BET specific surface area 290 m 2 /g, average pore diameter 10 nm, pore volume 1.5 cm 3 /g
  • the mixture was concentrated under reduced pressure using an evaporator to completely remove the added water, yielding 55.9 g of a carbon dioxide absorbent in which tris(3-aminopropyl)phosphine oxide was impregnated onto the silica gel.
  • the impregnation rate of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide relative to the total mass of the carbon dioxide absorbent was 40.0 mass%.
  • the obtained carbon dioxide absorbent was evaluated in Carbon Dioxide Absorption Test 3, which will be described later.
  • Example 11 22.1 g (0.1 mol) of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 100 ml of pure water, and then 27.0 g of powdered silica gel (CARPLEX BS-510BX manufactured by Evonik Japan Co., Ltd., average particle size 10.5 ⁇ m, BET specific surface area 290 m 2 /g, average pore diameter 10 nm, pore volume 1.5 cm 3 /g) was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature until the silica gel became moisture permeable.
  • powdered silica gel CARPLEX BS-510BX manufactured by Evonik Japan Co., Ltd., average particle size 10.5 ⁇ m, BET specific surface area 290 m 2 /g, average pore diameter 10 nm, pore volume 1.5 cm 3 /g
  • the mixture was concentrated under reduced pressure using an evaporator to completely remove the added water, yielding 49.8 g of a carbon dioxide absorbent in which tris(3-aminopropyl)phosphine oxide was impregnated onto the silica gel.
  • the impregnation rate of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide relative to the total mass of the carbon dioxide absorbent was 45.0 mass%.
  • the obtained carbon dioxide absorbent was evaluated in Carbon Dioxide Absorption Test 3, which will be described later.
  • Example 12 22.1 g (0.1 mol) of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 100 ml of pure water, and then 18.1 g of powdered silica gel (CARPLEX BS-510BX manufactured by Evonik Japan Co., Ltd., average particle size 10.5 ⁇ m, BET specific surface area 290 m 2 /g, average pore diameter 10 nm, pore volume 1.5 cm 3 /g) was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature until the silica gel became moisture permeable.
  • powdered silica gel CARPLEX BS-510BX manufactured by Evonik Japan Co., Ltd., average particle size 10.5 ⁇ m, BET specific surface area 290 m 2 /g, average pore diameter 10 nm, pore volume 1.5 cm 3 /g
  • the mixture was concentrated under reduced pressure using an evaporator to completely remove the added water, yielding 40.5 g of a carbon dioxide absorbent in which tris(3-aminopropyl)phosphine oxide was impregnated onto the silica gel.
  • the impregnation rate of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide relative to the total mass of the carbon dioxide absorbent was 55.0 mass%.
  • the obtained carbon dioxide absorbent was evaluated in Carbon Dioxide Absorption Test 3, which will be described later.
  • Example 13 The tris(3-aminopropyl)phosphine oxide obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in pure water to obtain a 40% aqueous solution of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide.
  • a mixture of 52 mass% of the powdered silica gel used in Example 9 (CARPLEX BS-510BX manufactured by Evonik Japan Co., Ltd., average particle size 10.5 ⁇ m, BET specific surface area 290 m 2 /g, average pore diameter 10 nm, pore volume 1.5 cm 3 /g) and 48 mass% of clay mineral containing alumina was uniformly kneaded, then cut into 5 mm square dice and fired at 500°C to obtain dice-shaped pellets which were a composite of alumina and mesoporous silica.
  • Example 14 The tris(3-aminopropyl)phosphine oxide obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in pure water to obtain a 35% aqueous solution of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide.
  • a mixture of 52 mass% of the powdered silica gel used in Example 9 (CARPLEX BS-510BX manufactured by Evonik Japan Co., Ltd., average particle size 10.5 ⁇ m, BET specific surface area 290 m 2 /g, average pore diameter 10 nm, pore volume 1.5 cm 3 /g) and 48 mass% of clay mineral containing alumina was uniformly kneaded, and then extrusion-molded using a mold with ⁇ 3 mm, 200 cells (lattice 1.4 mm, slit width 0.4 mm, pitch 1.8 mm) and fired at 500°C to obtain a honeycomb-shaped molded product of ⁇ 30 mm x t15 mm, which was a composite of alumina
  • the obtained honeycomb-shaped molded article (3.93 g per article) was immersed overnight in a 35% aqueous solution of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide and then vacuum-dried at 100°C using a vacuum oven to completely remove moisture, thereby obtaining 5.89 g of a carbon dioxide absorbent in which tris(3-aminopropyl)phosphine oxide was impregnated into a composite of alumina and mesoporous silica. The impregnation rate of tris(3-aminopropyl)phosphine oxide relative to the total mass of the carbon dioxide absorbent was 33.0 mass%.
  • the obtained carbon dioxide absorbent was evaluated in Carbon Dioxide Absorption Test 5 and Regeneration Test 2, which will be described later.
  • the mixture was concentrated under reduced pressure using an evaporator to completely remove the added water, yielding 86.3 g of a carbon dioxide absorbent in which tributyl(3-aminopropyl)phosphonium ⁇ -alanine was impregnated onto the silica gel.
  • the impregnation rate of tributyl(3-aminopropyl)phosphonium ⁇ -alanine relative to the total mass of the carbon dioxide absorbent was 35.0 mass%.
  • the obtained carbon dioxide absorbent was evaluated in Carbon Dioxide Absorption Test 1 and Carbon Dioxide Absorption Test 2, which will be described later.
  • Tributyl(3-aminopropyl)phosphonium ⁇ -alanine (34.9 g (0.1 mol)) obtained in Synthesis Example 2 was dissolved in 150 ml of pure water and added to 287.1 g of granular activated carbon Shirasagi G2c (manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.) having a particle size of 4 to 8 mesh at room temperature. While rotating in an evaporator, the degree of vacuum was gradually increased to completely distill off water until the weight reached a constant, thereby obtaining 332.7 g of a carbon dioxide absorbent in which tributyl(3-aminopropyl)phosphonium ⁇ -alanine was impregnated onto activated carbon.
  • the impregnation rate of tributyl(3-aminopropyl)phosphonium ⁇ -alanine relative to the total mass of the carbon dioxide absorbent was 10.8 mass %.
  • the obtained carbon dioxide absorbent was evaluated in Carbon Dioxide Absorption Test 1, which will be described later.
  • Carbon dioxide absorption test 1 (Carbon dioxide absorption test 1) 90 ml of the carbon dioxide absorbents obtained in Example 1 and Reference Example 1 were packed into a glass column with an inner diameter of 20 mm and a length of 300 mm, and atmospheric air (room temperature 25°C, average carbon dioxide concentration: 450 ppm) was passed through the column at a flow rate of 100 ml/min using an air pump. The carbon dioxide concentration at the outlet of the glass column was measured and recorded using a data logger carbon dioxide measuring device (TR-76Ui-S, manufactured by T&D Corporation), and the time until saturation was reached and the carbon dioxide concentration began to increase (breakthrough time) was determined.
  • TR-76Ui-S manufactured by T&D Corporation
  • the number of moles of absorbed carbon dioxide was calculated by taking the difference between the average carbon dioxide concentration indoors and the average carbon dioxide concentration at the outlet as the amount of carbon dioxide absorbed.
  • the absorption capacity was determined as the amount of carbon dioxide absorbed per gram of carbon dioxide absorbent. The results are shown in Table 1.
  • the carbon dioxide absorbents obtained in Example 8 and Reference Example 2 were also subjected to the same procedure. The results are shown in Table 2.
  • Carbon dioxide absorption test 2 The carbon dioxide absorbents obtained in Examples 1 to 7 and Reference Example 1 were placed in 35 ml Erlenmeyer flasks, accurately weighed to the nearest 0.1 mg, and carbon dioxide gas with a purity of 99.995% was blown into them at a flow rate of 200 ml/min at room temperature of 25°C. The weight was accurately measured to the nearest 0.1 mg every 10 minutes, and gas blowing was stopped when the weight reached equilibrium. The increased weight was taken as the amount of carbon dioxide absorbed, and the number of moles was calculated. The absorption capacity was determined as the amount of carbon dioxide absorbed per gram of carbon dioxide absorbent. The results are shown in Table 3.
  • Carbon dioxide absorption test 3 The carbon dioxide absorbents obtained in Examples 9 to 12 were placed in 35 ml Erlenmeyer flasks, weighed accurately to the nearest 0.1 mg, and padded with absorbent cotton to prevent the powdered sample from being carried away by the air current and being discharged out of the system. Carbon dioxide gas with a purity of 99.995% was blown into the flask at a flow rate of 200 ml/min at room temperature (25°C), and the weight was measured accurately to the nearest 0.1 mg every 10 minutes. Gas injection was terminated when the weight reached equilibrium. The increased weight was used as the amount of carbon dioxide absorbed, and the number of moles was calculated. Absorption capacity was calculated as the amount of carbon dioxide absorbed per gram of carbon dioxide absorbent. Furthermore, any remaining carbon dioxide in the absorbent cotton was purged with nitrogen gas. The results are shown in Table 4.
  • Carbon dioxide absorption test 4 The carbon dioxide absorbent obtained in Example 13 was placed in a 35 ml Erlenmeyer flask, accurately measured to the nearest 0.1 mg, and carbon dioxide gas with a purity of 99.995% was blown into it at a flow rate of 100 ml/min at room temperature (25°C) for 10 minutes, after which the weight was accurately measured to the nearest 0.1 mg. The increased weight was taken as the amount of carbon dioxide absorbed, and the number of moles was calculated. The absorption capacity was calculated as the amount of carbon dioxide absorbed per gram of carbon dioxide absorbent. The results are shown in Table 5.
  • Carbon dioxide absorption test 5 The carbon dioxide absorbent obtained in Example 14 was placed in a 100 ml glass screw-cap bottle, accurately measured to the nearest 0.1 mg, and carbon dioxide gas with a purity of 99.995% was blown in at a flow rate of 100 ml/min at room temperature (25°C) for 10 minutes, after which the weight was accurately measured to the nearest 0.1 mg. Further, any carbon dioxide remaining in the screw-cap bottle was purged with nitrogen gas. The increased weight was taken as the amount of carbon dioxide absorbed, and the number of moles was calculated. The absorption capacity was calculated as the amount of carbon dioxide absorbed per gram of carbon dioxide absorbent. The results are shown in Table 6.
  • Regeneration test 1 The carbon dioxide absorbent obtained in Example 1 was packed into a 190 ml stainless steel clean pipe, and carbon dioxide gas with a purity of 99.995% was passed through it at a flow rate of 500 ml/min for 10 minutes to absorb the carbon dioxide. The weight was measured before and after the passage of air, and the increase in weight was taken as the amount of carbon dioxide absorbed, and the number of moles was calculated. The absorption capacity was determined as the amount of carbon dioxide absorbed per gram of the carbon dioxide absorbent. The entire amount of the carbon dioxide absorbent that had absorbed carbon dioxide was placed in a 200 mm diameter petri dish and heated at 120° C.
  • Regeneration rate (%) (absorption capacity at regeneration/initial absorption capacity) x 100
  • Regeneration test 2 The carbon dioxide absorbent obtained in Example 14 was used to absorb carbon dioxide by the same procedure as in Carbon Dioxide Absorption Test 5. The weight was measured before and after aeration, and the increased weight was taken as the amount of carbon dioxide absorbed, and the number of moles was calculated. The absorption capacity was determined as the amount of carbon dioxide absorbed per gram of the carbon dioxide absorbent. The carbon dioxide absorbent that had absorbed carbon dioxide was taken out into a stainless steel tray and heated in a vacuum oven at 100°C and a gauge pressure of -0.1 MPa (absolute pressure 0.001 MPa) for 90 minutes to expel the carbon dioxide and perform regeneration.
  • Regeneration rate (%) (absorption capacity at regeneration/initial absorption capacity) x 100

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Abstract

二酸化炭素の吸収性能に優れた二酸化炭素吸収剤を提供すること。本発明は、下記一般式（１）： （式中、ａ、ｂ及びｃは１以上１０以下の整数を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立してアミノ基又はヒドロキシ基を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の少なくとも１つがアミノ基である。） で表されるホスフィンオキシド化合物であることを特徴とする二酸化炭素吸収剤用化合物を提供するものである。

Description

二酸化炭素吸収剤用化合物、二酸化炭素吸収剤、二酸化炭素分離方法、二酸化炭素分離回収方法、及び二酸化炭素吸収剤を用いた装置
　本発明は、二酸化炭素吸収剤用化合物、二酸化炭素吸収剤、二酸化炭素分離方法、二酸化炭素分離回収方法、及び二酸化炭素吸収剤を用いた装置に関する。
　近年、産業活動による石油、石炭などの化石燃料の消費増大や森林の伐採により、大気中の二酸化炭素やメタンといった温室効果ガスの濃度が増加し続けており、地球規模で気温が上昇する地球温暖化が進行している。このまま温暖化が進行すると、地表の砂漠化や海面の上昇、生態系の変化など、様々な面で深刻な影響が現れると考えられている。
　このような中、地球温暖化を防ぐために、温室効果ガス削減を目的として二酸化炭素排出を抑制すると共に、二酸化炭素を回収する技術が注目されている。二酸化炭素を回収する技術としては、化学吸収法、物理吸収法、固体吸収法、膜分離法等があるが、幅広い濃度に対応できる方法として、主に化学吸収法が使用されている。この化学吸収法は、二酸化炭素を化学反応によって液体に吸収させ、その吸収液を加熱することにより二酸化炭素を放出させて回収するものである。
　二酸化炭素を吸収させる際に使用する液体として、例えば、特許文献１では、カチオンに１以上の１級又は２級アミノ基、及びエチレンジアミン又はプロピレンジアミン骨格を有するアミニウムを有するイオン液体が開示されている。
特開２０１６－１０７６０号公報
　前記特許文献１に記載の二酸化炭素吸収剤は、室温で多量の二酸化炭素を吸収することができるものの、二酸化炭素の吸収性能には更なる改善の余地がある。
　従って、本発明の目的は、二酸化炭素の吸収性能に優れる二酸化炭素吸収剤用化合物及び二酸化炭素吸収剤、更に上記二酸化炭素の吸収性能に加え、吸収剤を再生する際に二酸化炭素を容易に脱離させることができる二酸化炭素吸収剤、その二酸化炭素吸収剤を使用した二酸化炭素分離方法、二酸化炭素分離回収方法、及びその二酸化炭素吸収剤を用いた装置を提供することにある。
　本発明者らは、上記実情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、下記一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物は、従来よりも二酸化炭素の吸収性能に優れ、更に該二酸化炭素吸収剤を再生する際に二酸化炭素を容易に脱離させることができること等を見出し、本発明を完成するに至った。
 
（式中、ａ、ｂ及びｃは１以上１０以下の整数を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立してアミノ基又はヒドロキシ基を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の少なくとも１つがアミノ基である。）
　すなわち、本発明（１）は、下記一般式（１）：
 
（式中、ａ、ｂ及びｃは１以上１０以下の整数を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立してアミノ基又はヒドロキシ基を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の少なくとも１つがアミノ基である。）
で表されるホスフィンオキシド化合物であることを特徴とする二酸化炭素吸収剤用化合物を提供するものである。
　また、本発明（２）は、本発明（１）の二酸化炭素吸収剤用化合物を含むことを特徴とする二酸化炭素吸収剤を提供するものである。
　また、本発明（３）は、本発明（２）の二酸化炭素吸収剤に、二酸化炭素を含む混合ガスを接触させて、該二酸化炭素吸収剤に、該混合ガス中の二酸化炭素を吸収させることにより、該混合ガスから二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離工程を有することを特徴とする二酸化炭素分離方法を提供するものである。
　また、本発明（４）は、本発明（２）の二酸化炭素吸収剤に、二酸化炭素を含む混合ガスを接触させて、該二酸化炭素吸収剤に、該混合ガス中の二酸化炭素を吸収させることにより、該混合ガスから二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離工程と、該二酸化炭素分離工程で二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤を、５０℃以上１５０℃以下の温度で加熱して、該二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤から二酸化炭素を脱離させることにより、該二酸化炭素吸収剤を再生させると共に、脱離させた二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収工程と、を有することを特徴とする二酸化炭素分離回収方法を提供するものである。
　また、本発明（５）は、本発明（３）の二酸化炭素吸収剤が用いられていることを特徴とする装置を提供するものである。
　本発明によれば、二酸化炭素の吸収性能に優れる二酸化炭素吸収剤用化合物及び二酸化炭素吸収剤、更に上記二酸化炭素の吸収性能に加え、吸収剤を再生する際に二酸化炭素を容易に脱離させることができる二酸化炭素吸収剤、本発明の二酸化炭素吸収剤を使用した二酸化炭素分離方法、二酸化炭素分離回収方法、及び本発明の二酸化炭素吸収剤を用いた装置を提供することができる。
　以下、本発明を好ましい実施形態に基づき説明する。
　本発明の二酸化炭素吸収剤用化合物は、下記一般式（１）：
 
（式中、ａ、ｂ及びｃは１以上１０以下の整数を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立してアミノ基又はヒドロキシ基を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の少なくとも１つがアミノ基である。）
で表されるホスフィンオキシド化合物である。
　一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物は、ホスフィンオキシド構造（α３Ｐ＝Ｏ）を有することにより、耐熱性が高く、二酸化炭素吸収剤の二酸化炭素吸収後の再生時の加熱温度範囲、例えば５０℃以上１５０℃以下の加熱温度範囲での蒸気圧は低く、揮発性はほとんど有しない。
　一般式（１）中、ａ、ｂ及びｃは１以上１０以下、好ましくは１以上４以下、より好ましくは３以上４以下の整数を表す。ａ、ｂ及びｃの数は、それぞれ同一でもよく、異なってもよいが、合成が容易となる観点から同一であることが好ましい。本発明においては、工業的に入手しやすい点から、ａ、ｂ及びｃはそれぞれ３であることが特に好ましい。
　一般式（１）中のＲ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立してアミノ基（－ＮＨ２）又はヒドロキシ基（－ＯＨ）を表す。Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ同一でもよく、異なってもよいが、合成が容易となる観点から同一であることが好ましい。本発明においては、二酸化炭素の吸収性能の観点から、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、少なくとも１つがアミノ基であり、いずれもアミノ基であることが好ましい。
　本発明の二酸化炭素吸収剤用化合物は、一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物のアミノ基が二酸化炭素と反応することにより、二酸化炭素を吸収することができる。つまり、本発明の二酸化炭素吸収剤用化合物は、二酸化炭素吸収剤において二酸化炭素を吸収するための物質として用いられる化合物である。
　本発明の二酸化炭素吸収剤は、本発明の二酸化炭素吸収剤用化合物を含むことを特徴とする二酸化炭素吸収剤である。つまり、本発明の二酸化炭素吸収剤は、一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物を含むことを特徴とする二酸化炭素吸収剤である。本発明の二酸化炭素吸収剤において、一般式（１）で表されるホスフィンオキシドが二酸化炭素を吸収する。本発明の二酸化炭素吸収剤に係る一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物は、本発明の二酸化炭素吸収剤用化合物に係る一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物と同様である。
　本発明の二酸化炭素吸収剤において、一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物の存在形態は、特に制限されず、例えば、担体に担持されて存在していてもよいし、水溶媒に溶解して存在していてもよいし、可溶な有機溶媒またはアミン化合物との混合物であってもよい。
　本発明の二酸化炭素吸収剤は、多孔質担体と、多孔質担体に担持されている本発明の二酸化炭素吸収剤用化合物と、からなることを特徴とする二酸化炭素吸収剤である。つまり、本発明の二酸化炭素吸収剤は、多孔質担体と、多孔質担体に担持されている一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物と、からなることを特徴とする二酸化炭素吸収剤である。そして、本発明の二酸化炭素吸収剤では、液体である一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物が、多孔質担体の細孔内に取り込まれて物理的に吸着されることにより、一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物が、多孔質担体に担持されて存在している。
　本発明の二酸化炭素吸収剤に係る多孔質担体は、内部に細孔を多数有する多孔質構造であり、且つ、内部の細孔に一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物を取り込み、一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物を物理的に吸着して細孔内に保持することができるものであれば、特に制限されない。多孔質担体としては活性炭、シリカゲル、層状珪酸塩、メソポーラスシリカ、ゼオライト、バーミキュライト、モレキュラーシーブ、多孔質シリカ、珪藻土、多孔性樹脂、多孔性繊維、多孔性金属有機構造体、多孔質アルミナ、多孔質セラミック、ポーラスコンクリート、活性白土、粘土鉱物又はこれらの複合体等が挙げられ、一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物の担持量を多くすることができる点で、活性炭、シリカゲル、メソポーラスシリカ、ゼオライト、モレキュラーシーブ、アルミナとシリカゲルの複合体、アルミナとメソポーラスシリカの複合体が好ましい。また、多孔質担体が、細孔内に水を保持することができる多孔質体、例えば、活性炭、シリカゲル、メソポーラスシリカ、ゼオライト、モレキュラーシーブ、アルミナとシリカゲルの複合体、アルミナとメソポーラスシリカの複合体等であることにより、二酸化炭素を含有する被処理ガスが水分を含有する場合に、多孔質体の細孔に被処理ガス中の水分が吸着されるため、二酸化炭素吸収剤用化合物が多孔質担体から溶出することを防ぐことが可能となり、二酸化炭素吸収剤の二酸化炭素の吸収性能が高くなる点で、好ましい。細孔内に水を保持することができる多孔質体は、細孔内に水を保持することができるものであれば、特に制限されないが、例えば、５～３０質量％、好ましくは１０～２５質量％の含水率で含水することができるものが挙げられる。
　多孔質担体のＢＥＴ比表面積は、好ましくは１．０×１０１～５．０×１０３ｍ２／ｇ、好ましくは５．０×１０１～２．０×１０３ｍ２／ｇである。また、多孔質担体のガス吸着法による細孔容積は、好ましくは０．１～２．０ｃｍ３／ｇ、好ましくは０．３～１．５ｃｍ３／ｇである。
　多孔質担体の形状は、例えば、粒状、粉末状、繊維状、板状、円柱状、ハニカム状、ダイス状、直方体状等を挙げることができる。これらのうち、二酸化炭素を含む混合ガスとの接触性や、カラム、塔などの充填設備への充填性の観点から、粒状又は粉末状であることが好ましい。なお、多孔質担体は、成形体であってもよい。
　多孔質担体の中では、取り扱いの容易さ、液体状の一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物を容易に担持できる観点から、活性炭、シリカゲル、メソポーラスシリカ、ゼオライト、モレキュラーシーブ、アルミナとシリカゲルの複合体、アルミナとメソポーラスシリカの複合体が好ましく、活性炭、シリカゲル、メソポーラスシリカ、アルミナとシリカゲルの複合体、アルミナとメソポーラスシリカの複合体であることが特に好ましい。
　本発明において用いられる活性炭としては、種々の活性炭を使用することができ、例えば、木材、ヤシ殻、石炭、石油ピッチ、コークス、コールタール等を原料とする活性炭が挙げられる。活性炭は成形体であってもよい。また、活性炭は、前記した多孔質担体の特性に加えて、ＪＩＳ　Ｋ１４７４（活性炭試験方法）により測定した物性値として、乾燥減量が０．１～５．０％であり、強熱残分が０．１～５．０％であり、充填密度が０．２５～０．８５ｇ／ｍｌであり、アセトン吸着性能が１４．０～４１．０％であり、ヨウ素吸着性能が６００～２６００ｍｇ／ｇであり、硬さが９０．０～１００．０％であることが好ましい。
　本発明において用いられるシリカゲルとしては、種々のシリカゲルが挙げられ、例えば、酸化珪素を９９質量％以上、特に９９．９質量％以上含むものが好ましい。シリカゲルは成形体であってもよい。また、シリカゲルは、前記した多孔質担体の特性に加えて、走査型電子顕微鏡により測定される平均粒子径が０．００５～１０ｍｍであることが好ましく、乾燥減量が１０％以下であることが好ましい。
　本発明において用いられるゼオライトとしては、種々のゼオライトを使用することができ、例えば、ＬＴＡ型ゼオライト、ＦＥＲ型ゼオライト、ＭＷＷ型ゼオライト、ＭＦＩ型ゼオライト、ＭＯＲ型ゼオライト、ＬＴＬ型ゼオライト、ＦＡＵ型ゼオライト、ＢＥＡ型ゼオライト等が挙げられる。ゼオライトは成形体であってもよい。また、ゼオライトは、前記した多孔質担体の特性に加えて、走査型電子顕微鏡により測定される平均粒子径が０．０１～１５ｍｍであることが好ましい。
　なお、本発明の二酸化炭素吸収剤において、多孔質担体に２種以上の一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物が担持されている場合、２種以上の一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物が混合された混合液の状態で担持されていてもよいし、あるいは、２種以上の一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物のそれぞれが、多孔質担体の別の部分に担持されていてもよい。つまり、例えば、２種の一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物を多孔質担体に担持する場合、２種の一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物を先に混合しておき、得られる混合液を多孔質担体の細孔内に取り込ませて担持させてもよいし、あるいは、先に、２種の一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物のうちの１種を、多孔質担体の細孔内に取り込ませ、次いで、もう１種の一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物を、多孔質担体の細孔内に取り込ませて、２種の一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物を担持させてもよい。３種以上の一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物を多孔質担体に担持する場合も同様である。
　本発明の二酸化炭素吸収剤における一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物の添着率（含有率）は、特に制限されないが、二酸化炭素吸収剤全体に対し、好ましくは５～６０質量％、より好ましくは５～５５質量％、特に好ましくは１０～５５質量％である。二酸化炭素吸収剤における一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物の添着量が上記範囲にあることにより、多孔質担体の細孔の内部表面に、均一に存在することで、効率的に二酸化炭素を吸収することができる。
　本発明の二酸化炭素吸収剤は、多孔質担体に担持されているものが、二酸化炭素の化学的吸着が可能な一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物である。これにより、二酸化炭素吸収剤の温度が－２０℃以上６０℃以下である場合に二酸化炭素をより効率的に吸収でき、且つ、二酸化炭素の脱離が容易であるため二酸化炭素吸収剤の再生が容易である。
　本発明の二酸化炭素吸収剤は、表面積が大きな多孔質担体の表面に広がって存在しているため、一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物と二酸化炭素との接触面積を大きくすることができる。そのため、本発明の二酸化炭素吸収剤は、二酸化炭素の吸収効率を高くすることができる。
　本発明の二酸化炭素吸収剤は、固体の担体に担持された形態なので、カラムや反応塔に充填されて使用されることができる。そして、本発明の二酸化炭素吸収剤は、液状の二酸化炭素吸収剤に比べ、カラムや反応塔に充填されたときに、適切な隙間が形成されるので、二酸化炭素又は二酸化炭素含有ガスとより効率的に接触することができる。
　本発明の二酸化炭素吸収剤は、二酸化炭素を含む混合ガスから、二酸化炭素を分離回収することができる。前記混合ガスは、二酸化炭素を含むガスであれば、その他の成分は特に限定されない。前記その他の成分としては、例えば、酸素、窒素、一酸化炭素、一酸化窒素、二酸化窒素、一酸化二窒素、三酸化二窒素、四酸化二窒素、五酸化二窒素、一酸化硫黄、二酸化硫黄、三酸化硫黄、リン酸、硫酸、硝酸、塩酸、水等が挙げられる。なお、前記混合ガス中の二酸化炭素の濃度は特に限定されず、純度が１００％程度の高濃度であってもよく、大気中に存在する程度の濃度であってもよい。
　本発明の二酸化炭素吸収剤は、例えば、石炭火力発電所や天然ガス火力発電所等の発電所、化学プラントや廃棄物処理場や製鉄所等の工場、自動車や航空機や船舶等の輸送用機器などから排出される二酸化炭素を含む混合ガスから、二酸化炭素を分離回収するための吸収剤として有用である。また、大気中から直接二酸化炭素を分離回収するＤＡＣ（Ｄｉｒｅｃｔ　Ａｉｒ　Ｃａｐｔｕｒｅ）装置に用いられる吸収剤としても有用である。
　つまり、本発明の二酸化炭素吸収剤は、発電所、工場及び輸送用機器において使用される装置やＤＡＣ装置等の各種装置に用いられる二酸化炭素の吸収剤として、好適である。
　次いで、本発明の二酸化炭素吸収剤を用いた二酸化炭素分離方法及び二酸化炭素分離回収方法について説明する。
　本発明の二酸化炭素分離方法は、本発明の二酸化炭素吸収剤に、二酸化炭素を含む混合ガスを接触させて、該二酸化炭素吸収剤に、該混合ガス中の二酸化炭素を吸収させることにより、該混合ガスから二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離工程（Ａ）を有することを特徴とする二酸化炭素分離方法である。
　本発明の二酸化炭素分離回収方法は、本発明の二酸化炭素吸収剤に、二酸化炭素を含む混合ガスを接触させて、該二酸化炭素吸収剤に、該混合ガス中の二酸化炭素を吸収させることにより、該混合ガスから二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離工程（Ａ）と、該二酸化炭素分離工程で二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤を、５０℃以上１５０℃以下の温度で加熱して、該二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤から二酸化炭素を脱離させることにより、該二酸化炭素吸収剤を再生させると共に、脱離させた二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収工程（Ｂ）と、を有することを特徴とする二酸化炭素分離回収方法である。
　本発明の二酸化炭素分離方法と本発明の二酸化炭素分離回収方法では、二酸化炭素を含む混合ガスから二酸化炭素を分離する工程は、いずれも二酸化炭素分離工程（Ａ）であり、同様である。
　二酸化炭素分離工程（Ａ）は、本発明の二酸化炭素吸収剤に、二酸化炭素を含む混合ガスを接触させることにより、本発明の二酸化炭素吸収剤に、混合ガス中の二酸化炭素を吸収させる工程である。
　二酸化炭素分離工程（Ａ）としては、例えば、本発明の二酸化炭素吸収剤が充填されている吸収剤充填カラム又は吸収剤充填塔に、二酸化炭素を含む混合ガスを供給して、二酸化炭素吸収剤に混合ガスを接触させて、二酸化炭素吸収剤に、混合ガス中の二酸化炭素を吸収させることにより、混合ガスから二酸化炭素を分離する形態が挙げられる。この形態の二酸化炭素分離工程（Ａ）では、吸収剤充填カラム又は吸収剤充填塔に、混合ガスを供給することにより、混合ガスと二酸化炭素吸収剤を接触させ、また、吸収剤充填カラム又は吸収剤充填塔内で、二酸化炭素吸収剤と接触させた後の混合ガスを、吸収剤充填カラム又は吸収剤充填塔から排出する。また、吸収剤充填カラム又は吸収剤充填塔における、本発明の二酸化炭素吸収剤の充填方法は、特に制限されず、大気圧下又は減圧下で行うことができる。
　二酸化炭素分離工程（Ａ）における二酸化炭素吸収剤の温度は、二酸化炭素吸収剤がその機能を発現できれば制限されないが、－２０℃以上６０℃以下、特に０℃以上４０℃以下であることが、二酸化炭素をより効率的に吸収できる観点から好ましい。
　二酸化炭素分離工程（Ａ）における圧力（絶対圧）は、特に制限されず、大気圧下で行うことができる。
　そして、二酸化炭素分離工程（Ａ）では、二酸化炭素吸収剤に、二酸化炭素を含む混合ガスが接触することで、本発明の二酸化炭素吸収剤に、混合ガス中の二酸化炭素が吸収され、混合ガスから二酸化炭素を分離することができる。また、二酸化炭素分離工程（Ａ）では、二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤が得られる。
　本発明の二酸化炭素分離回収方法は、二酸化炭素分離工程で二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤を再生させると共に、二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収工程（Ｂ）を含む。
　二酸化炭素回収工程（Ｂ）は、二酸化炭素分離工程（Ａ）で二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤を加熱することにより、二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤から、二酸化炭素を脱離させる工程である。
　二酸化炭素回収工程（Ｂ）としては、例えば、二酸化炭素分離工程（Ａ）を行った後、吸収剤充填カラム又は吸収剤充填塔に充填されている二酸化炭素吸収剤を加熱することにより、二酸化炭素吸収剤を再生させると共に、脱離させた二酸化炭素を回収する形態が挙げられる。
　二酸化炭素回収工程（Ｂ）において、二酸化炭素吸収剤の加熱温度は、５０℃以上１５０℃以下、好ましくは８０℃以上１４０℃以下である。一般的には加熱温度が高ければ高いほど、二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤から二酸化炭素が脱離し易くなる。本発明の二酸化炭素吸収剤においては、５０℃以上１５０℃以下、好ましくは８０℃以上１４０℃以下で、且つ、二酸化炭素分離工程（Ａ）の温度と同等又はそれよりも高い温度で、二酸化炭素の脱離が可能である。例えば、二酸化炭素吸収剤が、本発明の二酸化炭素吸収剤の場合、加熱温度は８０～１２０℃であることが好ましい。
　二酸化炭素回収工程（Ｂ）では、圧力（絶対圧）は、特に制限されず、大気圧下で行ってもよく、減圧下で行ってもよい。減圧下で行う場合の圧力（絶対圧）は、二酸化炭素吸収剤の酸化を防ぐことができる観点から、８５ｋＰａ以下、好ましくは６０ｋＰａ以下であり、更に、二酸化炭素吸収剤から効率よく二酸化炭素を脱離する観点から、より好ましくは５０ｋＰａ以下であり、より好ましくは１０ｋＰａ以下であり、特に４ｋＰａ以下であることが好ましい。
　本発明の二酸化炭素分離回収方法では、二酸化炭素回収工程（Ｂ）を行い得られる再生二酸化炭素吸収剤を、二酸化炭素分離工程（Ａ）において二酸化炭素を含む混合ガスを接触させる二酸化炭素吸収剤として用いることにより、二酸化炭素分離工程（Ａ）及び二酸化炭素回収工程（Ｂ）を、２回以上繰り返し行うことができる。例えば、二酸化炭素分離工程（Ａ）及び二酸化炭素回収工程（Ｂ）を２回繰り返す場合は、「二酸化炭素分離工程（Ａ）→二酸化炭素回収工程（Ｂ）→二酸化炭素分離工程（Ａ）→二酸化炭素回収工程（Ｂ）」とのように行う。そして、二酸化炭素の吸収性能が持続する限りにおいて、二酸化炭素分離工程（Ａ）及び二酸化炭素回収工程（Ｂ）を繰り返すことができる。
　本発明の二酸化炭素分離方法及び二酸化炭素分離回収方法では、化学的吸収に優れた一般式（１）で表されるホスフィンオキシド化合物を含有する本発明の二酸化炭素吸収剤を、二酸化炭素の吸収に用いるため、混合ガス中の二酸化炭素の除去効率を高めることができる。
　本発明の二酸化炭素分離方法及び二酸化炭素分離回収方法は、例えば、石炭火力発電所や天然ガス火力発電所等の発電所、化学プラントや廃棄物処理施設や製鉄所等の工場、自動車や航空機や船舶等の輸送用機器などから排出される二酸化炭素を含む混合ガスから、二酸化炭素を分離又は分離回収する際に、好適に用いられる。また、例えば、大気中から直接二酸化炭素を分離又は分離回収する際にも好適に用いられる。
　以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（合成例１：トリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシド）
　撹拌機、温度計、圧入ポンプ、安全弁、ガス導入管を備えた１Ｌステンレス製オートクレーブに、トルエン１５０ｍｌ、アリルアミン１３３ｇ（２．３３モル）を仕込み、窒素ガスと真空で３回置換を行い、純度９９．９％の日本化学工業株式会社製ホスフィンガス２２ｇ（０．６５モル）仕込んだ。このとき、湯浴により温度を８０℃に昇温すると、ゲージ圧０．９３ＭＰａ（絶対圧１．０３ＭＰａ）を示した。
　次に、トルエン１５０ｍｌにアゾビスイソブチロニトリル１．０６ｇ（０．００６モル）を溶解させ、６時間かけて分割圧入し、８０℃で終夜熟成した。このとき、ゲージ圧０．０１ＭＰａ（絶対圧０．１１ＭＰａ）を示した。終夜熟成した後、室温まで冷却し、残ガスを除害設備に排気し、更に窒素ガスと真空で系内を置換した。そして、減圧したナス型フラスコに抜き取ることで、無色透明液体５８５ｇを得た。
　次に、得られた無色透明液体を減圧下で加熱する（ゲージ圧４ｋＰａ（絶対圧１０５．３ｋＰａ）、８０℃）ことで過剰なアリルアミン、トルエンを留去させ、更に真空度及び温度を上げて加熱し（ゲージ圧０．２ｋＰａ（絶対圧１０１．５ｋＰａ）、１６０℃）、初留が出始めたら加熱を止めて、釜残を生成物とした。
　得られた生成物を室温まで冷却した後に窒素ガスで置換することで、無色透明液体１２０ｇを得た。得られた無色透明液体のＮＭＲ同定データは以下の通りである。
（同定データ）
３１Ｐ－ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）；－２９．７３ｐｐｍ
１Ｈ－ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）；１．４０～１．４６ｐｐｍ（ｍ、６Ｈ、－ＣＨ２－）、１．５２～１．６１ｐｐｍ（ｍ、６Ｈ、Ｐ－ＣＨ２－）、２．６３～２．７１ｐｐｍ（ｍ、６Ｈ、－ＣＨ２－ＮＨ２）、４．６７ｐｐｍ（ｓ、６Ｈ、－ＮＨ２）
　この結果、トリス（３－アミノプロピル）ホスフィンであることが確認された。
　次に、撹拌機、温度計を備えた１Ｌ四つ口フラスコを窒素ガスで置換して、得られたトリス（３－アミノプロピル）ホスフィン９２．４ｇ（０．４５モル）、純水５００ｍｌを仕込み、１００ｍｌ純水で希釈した３０％過酸化水素５６．１ｇ（０．４９５モル）を７０～７５℃に保ちながら１時間で滴下した。滴下後１時間熟成してから、室温まで冷却して、エバポレーターで減圧濃縮して水を除去することで、無色透明液体１００．８ｇを得た。得られた無色透明液体のＮＭＲ同定データは以下の通りである。
（同定データ）
３１Ｐ－ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）；６０．７７ｐｐｍ
１Ｈ－ＮＭＲ（Ｄ２Ｏ）；１．５０～１．５８ｐｐｍ（ｍ、６Ｈ、－ＣＨ２－）、１．７１～１．７７ｐｐｍ（ｍ、６Ｈ、Ｐ－ＣＨ２－）、２．５７～２．６０ｐｐｍ（ｔ、６Ｈ、－ＣＨ２－ＮＨ２）、４．７０ｐｐｍ（ｓ、６Ｈ、－ＮＨ２）
　この結果、トリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドであることが確認された。
（合成例２：トリブチル（３－アミノプロピル）ホスホニウム・β－アラニン）
　イオン交換樹脂（オルガノ社製、アンバーライトＩＲＡ４００Ｊ　Ｃｌ、交換容量１．４等量／樹脂容量Ｌ）をガラスカラム（内径６５ｍｍφ×長さ５００ｍｍ）に１５００ｍｌ充填し、水酸化ナトリウム８０ｇ（２．０モル）を溶解した水溶液１０００ｍｌをＳＶ＝１．０の速度で上方からチューブポンプを用いて流し、更に流出液が中性になるまで純水を流した。
　次に、トリブチル（３－アミノプロピル）ホスホニウム・ブロマイド１４０．０ｇ（０．４１モル）を純水５００ｍｌに溶解した水溶液を、カラムの上方からＳＶ＝１．０の速度で流し、さらに純水１０００ｍｌを流して、トリブチル（３－アミノプロピル）ホスホニウム・ヒドロキシドの水溶液１５５０ｇを得た。１／１０Ｎ塩酸滴定液で中和滴定し、濃度６．５％、収率８９．０％であった。
　得られたトリブチル（３－アミノプロピル）ホスホニウム・ヒドロキシドの水溶液５００ｇ（０．１２モル）にβ－アラニン１０．７ｇ（０．１２モル）を室温で溶解させた。得られた混合水溶液を、エバポレーターで減圧濃縮後、濃縮液をメタノールと混合したメタノール溶液を無水硫酸マグネシウムで一昼夜脱水し、脱水したメタノール溶液をエバポレーターで減圧濃縮することで、粘度（２５℃）２８８ｃＰの無色透明粘性液体４１．４ｇ（粗収率９９．０％）を得た。得られた無色透明粘性液体のＮＭＲ同定データは以下の通りである。
（同定データ）
３１Ｐ－ＮＭＲ；３４．３４ｐｐｍ
１Ｈ－ＮＭＲ；０．８０ｐｐｍ（ｔ，９Ｈ，－ＣＨ３），１．３１～１．４５ｐｐｍ（ｍ，１２Ｈ，－ＣＨ２－），１．５４～１．５９ｐｐｍ（ｍ，２Ｈ，－ＣＨ２－）２．０３～２．０８ｐｐｍ（ｍ，８Ｈ，Ｐ－ＣＨ２－），２．１９ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ,－ＣＨ２－ＣＯＯ）,２．５８,２．６９ｐｐｍ（ｔ，２Ｈ，－ＣＨ２－ＮＨ２），３．２０,３．２１ｐｐｍ（ｓ，－ＮＨ２）
　この結果、トリブチル（３－アミノプロピル）ホスホニウム・β－アラニンであることが確認された。
（実施例１）
　合成例１で得られたトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシド３８．０ｇ（０．１７２モル）を純水３００ｍｌに溶解し、シリカゲル（富士シリシア化学株式会社製ＣＡＲｉＡＣＴ　Ｑ－３０、粒径１．７０～４．００ｍｍ、ＢＥＴ比表面積１００ｍ２／ｇ、平均細孔径３０ｎｍ）７０．０ｇを添加し、室温でシリカゲルが透湿するまで静置した。エバポレーターで減圧濃縮して、添加した水を完全に留去することで、シリカゲルにトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドが添着した二酸化炭素吸収剤１０８．９ｇを得た。二酸化炭素吸収剤の全質量に対するトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドの添着率は３５．０質量％であった。得られた二酸化炭素吸収剤を、後述する二酸化炭素吸収試験１、二酸化炭素吸収試験２及び再生試験１で評価した。
（実施例２）
　合成例１で得られたトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシド２８．７ｇ（０．１３モル）を純水３００ｍｌに溶解し、シリカゲル（富士シリシア化学株式会社製ＣＡＲｉＡＣＴ　Ｑ－３０、粒径１．７０～４．００ｍｍ、ＢＥＴ比表面積１００ｍ２／ｇ、平均細孔径３０ｎｍ）８５．０ｇを添加し、室温でシリカゲルが透湿するまで静置した。エバポレーターで減圧濃縮して、添加した水を完全に留去することで、シリカゲルにトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドが添着した二酸化炭素吸収剤１１４．３ｇを得た。二酸化炭素吸収剤の全質量に対するトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドの添着率は２５．０質量％であった。得られた二酸化炭素吸収剤を、後述する二酸化炭素吸収試験２で評価した。
（実施例３）
　合成例１で得られたトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシド３３．２ｇ（０．１５モル）を純水３００ｍｌに溶解し、シリカゲル（富士シリシア化学株式会社製ＣＡＲｉＡＣＴ　Ｑ－３０、粒径１．７０～４．００ｍｍ、ＢＥＴ比表面積１００ｍ２／ｇ、平均細孔径３０ｎｍ）４０．６ｇを添加し、室温でシリカゲルが透湿するまで静置した。エバポレーターで減圧濃縮して、添加した水を完全に留去することで、シリカゲルにトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドが添着した二酸化炭素吸収剤７４．３ｇを得た。二酸化炭素吸収剤の全質量に対するトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドの添着率は４５．０質量％であった。得られた二酸化炭素吸収剤を、後述する二酸化炭素吸収試験２で評価した。
（実施例４）
　合成例１で得られたトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシド３３．２ｇ（０．１５モル）を純水３００ｍｌに溶解し、シリカゲル（富士シリシア化学株式会社製ＣＡＲｉＡＣＴ　Ｑ－３０、粒径１．７０～４．００ｍｍ、ＢＥＴ比表面積１００ｍ２／ｇ、平均細孔径３０ｎｍ）５４．２ｇを添加し、室温でシリカゲルが透湿するまで静置した。エバポレーターで減圧濃縮して、添加した水を完全に留去することで、シリカゲルにトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドが添着した二酸化炭素吸収剤８７．４ｇを得た。二酸化炭素吸収剤の全質量に対するトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドの添着率は３８．０質量％であった。得られた二酸化炭素吸収剤を、後述する二酸化炭素吸収試験２で評価した。
（実施例５）
　合成例１で得られたトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシド３３．２ｇ（０．１５モル）を純水３００ｍｌに溶解し、シリカゲル（富士シリシア化学株式会社製ＣＡＲｉＡＣＴ　Ｑ－５０、粒径１．７０～４．００ｍｍ、ＢＥＴ比表面積８０ｍ２／ｇ、平均細孔径５０ｎｍ）６１．７ｇを添加し、室温でシリカゲルが透湿するまで静置した。エバポレーターで減圧濃縮して、添加した水を完全に留去することで、シリカゲルにトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドが添着した二酸化炭素吸収剤９５．０ｇを得た。二酸化炭素吸収剤の全質量に対するトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドの添着率は３５．０質量％であった。得られた二酸化炭素吸収剤を、後述する二酸化炭素吸収試験２で評価した。
（実施例６）
　合成例１で得られたトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシド３３．２ｇ（０．１５モル）を純水３００ｍｌに溶解し、シリカゲル（富士シリシア化学株式会社製ＣＡＲｉＡＣＴ　Ｑ－５０、粒径１．７０～４．００ｍｍ、ＢＥＴ比表面積８０ｍ２／ｇ、平均細孔径５０ｎｍ）５４．２ｇを添加し、室温でシリカゲルが透湿するまで静置した。エバポレーターで減圧濃縮して、添加した水を完全に留去することで、シリカゲルにトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドが添着した二酸化炭素吸収剤８７．５ｇを得た。二酸化炭素吸収剤の全質量に対するトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドの添着率は３８．０質量％であった。得られた二酸化炭素吸収剤を、後述する二酸化炭素吸収試験２で評価した。
（実施例７）
　合成例１で得られたトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシド３３．２ｇ（０．１５モル）を純水３００ｍｌに溶解し、シリカゲル（富士シリシア化学株式会社製ＣＡＲｉＡＣＴ　Ｑ－５０、粒径１．７０～４．００ｍｍ、ＢＥＴ比表面積８０ｍ２／ｇ、平均細孔径５０ｎｍ）４９．８ｇを添加し、室温でシリカゲルが透湿するまで静置した。エバポレーターで減圧濃縮して、添加した水を完全に留去することで、シリカゲルにトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドが添着した二酸化炭素吸収剤８３．２ｇを得た。二酸化炭素吸収剤の全質量に対するトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドの添着率は４０．０質量％であった。得られた二酸化炭素吸収剤を、後述する二酸化炭素吸収試験２で評価した。
（実施例８）
　合成例１で得られたトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシド（２２．１ｇ（０．１モル）を、純水２００ｍｌに溶解させ、粒子サイズ４～８メッシュの粒状活性炭白鷺Ｇ２ｃ（大阪ガスケミカル株式会社製）１９２．５ｇに室温で加えた。エバポレーターで回転させながら、徐々に真空度を上げて、重量が恒量となるまで水を完全に留去して、活性炭にトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドが添着した二酸化炭素吸収剤２１４．６ｇを得た。二酸化炭素吸収剤の全質量に対するトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドの添着率は１０．３質量％であった。得られた二酸化炭素吸収剤を、後述する二酸化炭素吸収試験１で評価した。
（実施例９）
　純水１００ｍｌに、合成例１で得られたトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシド２２．１ｇ（０．１モル）を溶解させ、次いで、粉末シリカゲル（エボニックジャパン株式会社製ＣＡＲＰＬＥＸ　ＢＳ－５１０ＢＸ　平均粒径１０．５μｍ、ＢＥＴ比表面積２９０ｍ２／ｇ、平均細孔径１０ｎｍ、細孔容積１．５ｃｍ３／ｇ）５１．６ｇを添加し、室温でシリカゲルが透湿するまで静置した。エバポレーターで減圧濃縮して、添加した水を完全に留去することで、シリカゲルにトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドが添着した二酸化炭素吸収剤７４．０ｇを得た。二酸化炭素吸収剤の全質量に対するトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドの添着率は３０．０質量％であった。得られた二酸化炭素吸収剤を、後述する二酸化炭素吸収試験３で評価した。
（実施例１０）
　純水１００ｍｌに、合成例１で得られたトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシド２２．１ｇ（０．１モル）を溶解させ、次いで、粉末シリカゲル（エボニックジャパン株式会社製ＣＡＲＰＬＥＸ　ＢＳ－５１０ＢＸ　平均粒径１０．５μｍ、ＢＥＴ比表面積２９０ｍ２／ｇ、平均細孔径１０ｎｍ、細孔容積１．５ｃｍ３／ｇ）３３．２ｇを添加し、室温でシリカゲルが透湿するまで静置した。エバポレーターで減圧濃縮して、添加した水を完全に留去することで、シリカゲルにトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドが添着した二酸化炭素吸収剤５５．９ｇを得た。二酸化炭素吸収剤の全質量に対するトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドの添着率は４０．０質量％であった。得られた二酸化炭素吸収剤を、後述する二酸化炭素吸収試験３で評価した。
（実施例１１）
　純水１００ｍｌに、合成例１で得られたトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシド２２．１ｇ（０．１モル）を溶解させ、次いで、粉末シリカゲル（エボニックジャパン株式会社製ＣＡＲＰＬＥＸ　ＢＳ－５１０ＢＸ　平均粒径１０．５μｍ、ＢＥＴ比表面積２９０ｍ２／ｇ、平均細孔径１０ｎｍ、細孔容積１．５ｃｍ３／ｇ）２７．０ｇを添加し、室温でシリカゲルが透湿するまで静置した。エバポレーターで減圧濃縮して、添加した水を完全に留去することで、シリカゲルにトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドが添着した二酸化炭素吸収剤４９．８ｇを得た。二酸化炭素吸収剤の全質量に対するトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドの添着率は４５．０質量％であった。得られた二酸化炭素吸収剤を、後述する二酸化炭素吸収試験３で評価した。
（実施例１２）
　純水１００ｍｌに、合成例１で得られたトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシド２２．１ｇ（０．１モル）に溶解させ、次いで、粉末シリカゲル（エボニックジャパン株式会社製ＣＡＲＰＬＥＸ　ＢＳ－５１０ＢＸ　平均粒径１０．５μｍ、ＢＥＴ比表面積２９０ｍ２／ｇ、平均細孔径１０ｎｍ、細孔容積１．５ｃｍ３／ｇ）１８．１ｇを添加し、室温でシリカゲルが透湿するまで静置した。エバポレーターで減圧濃縮して、添加した水を完全に留去することで、シリカゲルにトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドが添着した二酸化炭素吸収剤４０．５ｇを得た。二酸化炭素吸収剤の全質量に対するトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドの添着率は５５．０質量％であった。得られた二酸化炭素吸収剤を、後述する二酸化炭素吸収試験３で評価した。
（実施例１３）
　合成例１で得られたトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドを純水に溶解させ、トリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシド４０％水溶液を得た。
　次いで、実施例９で用いた粉状のシリカゲル（エボニックジャパン株式会社製ＣＡＲＰＬＥＸ　ＢＳ－５１０ＢＸ　平均粒径１０．５μｍ、ＢＥＴ比表面積２９０ｍ２／ｇ、平均細孔径１０ｎｍ、細孔容積１．５ｃｍ３／ｇ）５２質量％とアルミナを含む粘土鉱物４８質量％の混合物を均一に混錬した後、５ｍｍ角のダイス状にカットし、５００℃で焼成して、アルミナとメソポーラスシリカの複合体であるダイス状ペレットを得た。
　得られたダイス状ペレット４．９７ｇを、トリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシド４０％水溶液（６．７３ｇ）に浸漬させた後、エバポレーターで水分を完全に除去することで、アルミナとメソポーラスシリカの複合体にトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドが添着した二酸化炭素吸収剤７．６６ｇを得た。二酸化炭素吸収剤の全質量に対するトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドの添着率は３５．０質量％であった。得られた二酸化炭素吸収剤を、後述する二酸化炭素吸収試験４で評価した。
（実施例１４）
　合成例１で得られたトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドを純水に溶解させ、トリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシド３５％水溶液を得た。
　次いで、実施例９で用いた粉状のシリカゲル（エボニックジャパン株式会社製ＣＡＲＰＬＥＸ　ＢＳ－５１０ＢＸ　平均粒径１０．５μｍ、ＢＥＴ比表面積２９０ｍ２／ｇ、平均細孔径１０ｎｍ、細孔容積１．５ｃｍ３／ｇ）５２質量％とアルミナを含む粘土鉱物４８質量％の混合物を均一に混錬した後、φ３ｍｍ２００セル（格子１．４ｍｍ、スリット幅０．４ｍｍ、ピッチ１．８ｍｍ）の金型で押し出し成形し、５００℃で焼成して、アルミナとメソポーラスシリカの複合体であるφ３０×ｔ１５ｍｍのハニカム状成形品を得た。
　得られたハニカム状成形品（１個あたり３．９３ｇ）を、トリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシド３５％水溶液に１晩浸漬させた後、バキュームオーブンを用いて１００℃で真空乾燥し、水分を完全に除去することで、アルミナとメソポーラスシリカの複合体にトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドが添着した二酸化炭素吸収剤５．８９ｇを得た。二酸化炭素吸収剤の全質量に対するトリス（３－アミノプロピル）ホスフィンオキシドの添着率は３３．０質量％であった。得られた二酸化炭素吸収剤を、後述する二酸化炭素吸収試験５及び再生試験２で評価した。
（参考例１）
　合成例２で得られたトリブチル（３－アミノプロピル）ホスホニウム・β－アラニン３０．２ｇ（０．０８６モル）を純水３００ｍｌに溶解し、シリカゲル（富士シリシア化学株式会社製ＣＡＲｉＡＣＴ　Ｑ－３０、粒径１．７０～４．００ｍｍ、ＢＥＴ比表面積１００ｍ２／ｇ、平均細孔径３０ｎｍ）５５．９ｇを添加し、室温でシリカゲルが透湿するまで静置した。エバポレーターで減圧濃縮して、添加した水を完全に留去することで、シリカゲルにトリブチル（３－アミノプロピル）ホスホニウム・β－アラニンが添着した二酸化炭素吸収剤８６．３ｇを得た。二酸化炭素吸収剤の全質量に対するトリブチル（３－アミノプロピル）ホスホニウム・β－アラニンの添着率は３５．０質量％であった。得られた二酸化炭素吸収剤を、後述する二酸化炭素吸収試験１及び二酸化炭素吸収試験２で評価した。
（参考例２）
　合成例２で得られたトリブチル（３－アミノプロピル）ホスホニウム・β－アラニン（３４．９ｇ（０．１モル）ｇを、純水１５０ｍｌに溶解させ、粒子サイズ４～８メッシュの粒状活性炭白鷺Ｇ２ｃ（大阪ガスケミカル株式会社製）２８７．１ｇに室温で加えた。エバポレーターで回転させながら、徐々に真空度を上げて、重量が恒量となるまで水を完全に留去して、活性炭にトリブチル（３－アミノプロピル）ホスホニウム・β－アラニンが添着した二酸化炭素吸収剤３３２．７ｇを得た。二酸化炭素吸収剤の全質量に対するトリブチル（３－アミノプロピル）ホスホニウム・β－アラニンの添着率は１０．８質量％であった。得られた二酸化炭素吸収剤を、後述する二酸化炭素吸収試験１で評価した。
（評価）
（二酸化炭素吸収試験１）
　実施例１及び参考例１で得られた二酸化炭素吸収剤を、内径２０ｍｍ、長さ３００ｍｍのガラス製カラムに９０ｍｌ充填し、空気ポンプにて大気（室温２５℃、二酸化炭素平均濃度：４５０ｐｐｍ）を１００ｍｌ／分の流速で通気させた。ガラスカラム出口の二酸化炭素濃度をデータロガー二酸化炭素測定器（株式会社ティアンドデイ製ＴＲ－７６Ｕｉ－Ｓ）で測定及び記録し、飽和して二酸化炭素濃度が上昇し始めるまでの時間（破過時間）を求めた。吸収した二酸化炭素モル数は、室内での平均二酸化炭素濃度から出口での平均二酸化炭素濃度の差を、二酸化炭素の吸収量として、モル数を算出した。吸収能力は、二酸化炭素吸収剤１グラム当たりの二酸化炭素吸収量として求めた。結果を表１に示す。
　また、実施例８及び参考例２で得られた二酸化炭素吸収剤についても同様の操作を行い、その結果を表２に示す。
 
 
　表１に示した結果から、実施例１の二酸化炭素吸収剤は、参考例１の二酸化炭素吸収剤と比べて、二酸化炭素の吸収性能に優れていることが判る。
　また、表２に示した結果から、実施例８の二酸化炭素吸収剤は、参考例２の二酸化炭素吸収剤と比べて、二酸化炭素の吸収性能に優れていることが判る。
（二酸化炭素吸収試験２）
　実施例１～７及び参考例１で得られた二酸化炭素吸収剤を、３５ｍｌ三角フラスコに入れ、０．１ｍｇ感量まで正確に測り、室温２５℃で２００ｍｌ／ｍｉｎの流速で純度９９．９９５％の二酸化炭素ガスを吹き込み、１０分ごとに重量を０．１ｍｇ感量まで正確に測り、重量が衡量となった時点でガス吹き込みを終了した。増加した重量を、二酸化炭素の吸収量として、モル数を算出した。吸収能力は、二酸化炭素吸収剤１グラム当たりの二酸化炭素吸収量として求めた。結果を表３に表す。
 
　表３に示した結果から、実施例１～７の二酸化炭素吸収剤は、参考例１の二酸化炭素吸収剤と比べて、二酸化炭素の吸収性能に優れていることが判る。
（二酸化炭素吸収試験３）
　実施例９～１２で得られた二酸化炭素吸収剤を、３５ｍｌ三角フラスコに入れ、０．１ｍｇ感量まで正確に測り、粉末状の試料が気流に乗って系外に排出されるのを防ぐために、脱脂綿を入れた。室温２５℃で２００ｍｌ／ｍｉｎの流速で純度９９．９９５％の二酸化炭素ガスを吹き込み、１０分ごとに重量を０．１ｍｇ感量まで正確に測り、重量が衡量となった時点でガス吹き込みを終了した。増加した重量を、二酸化炭素の吸収量として、モル数を算出した。吸収能力は、二酸化炭素吸収剤１グラム当たりの二酸化炭素吸収量として求めた。更に、脱脂綿中に残存する二酸化炭素を窒素ガスで追い出した。結果を表４に表す。
 
　表４に示した結果から、実施例９～１２の二酸化炭素吸収剤は、参考例３の二酸化炭素吸収剤と比べて、二酸化炭素の吸収性能に優れていることが判る。
（二酸化炭素吸収試験４）
　実施例１３で得られた二酸化炭素吸収剤を、３５ｍｌ三角フラスコに入れ、０．１ｍｇ感量まで正確に測り、室温２５℃で１００ｍｌ／ｍｉｎの流速で純度９９．９９５％の二酸化炭素ガスを１０分間吹き込んだ後、重量を０．１ｍｇ感量まで正確に測った。増加した重量を、二酸化炭素の吸収量として、モル数を算出した。吸収能力は、二酸化炭素吸収剤１グラム当たりの二酸化炭素吸収量として求めた。結果を表５に示す。
 
　表５に示した結果から、実施例１３の二酸化炭素吸収剤は、二酸化炭素の吸収性能に優れていることが判る。
（二酸化炭素吸収試験５）
　実施例１４で得られた二酸化炭素吸収剤を、１００ｍｌガラス製ねじ口瓶に入れ、０．１ｍｇ感量まで正確に測り、室温２５℃で１００ｍｌ／ｍｉｎの流速で純度９９．９９５％の二酸化炭素ガスを１０分間吹き込んだ後、重量を０．１ｍｇ感量まで正確に測った。更に、ねじ口瓶に残存する二酸化炭素を窒素ガスで追い出した。増加した重量を、二酸化炭素の吸収量として、モル数を算出した。吸収能力は、二酸化炭素吸収剤１グラム当たりの二酸化炭素吸収量として求めた。結果を表６に示す。
 
　表６に示した結果から、実施例１４の二酸化炭素吸収剤は、二酸化炭素の吸収性能に優れていることが判る。
（再生試験１）
　実施例１で得られた二酸化炭素吸収剤を、容量１９０ｍｌのステンレス製クリーンパイプに充填し、純度９９．９９５％の二酸化炭素ガスを５００ｍｌ／ｍｉｎの流速で１０分間通気させ、二酸化炭素を吸収させた。なお、通気前後の重量を測定し、増加した重量を二酸化炭素の吸収量として、モル数を算出した。吸収能力は、二酸化炭素吸収剤１グラム当たりの二酸化炭素吸収量として求めた。
　二酸化炭素を吸収させた二酸化炭素吸収剤を、２００ｍｍφのシャーレに全量入れて、１２０℃、ゲージ圧０．２ｋＰａ（絶対圧１０１ｋＰａ）の条件で９０分加熱して、二酸化炭素を追い出し、再生を行った。
　次いで、再生した二酸化炭素吸収剤を、再びステンレス製クリーンパイプに充填して、二酸化炭素の吸収と再生を５回繰り返した。再生率は、下記の式に基づいて算出した。結果を表７に表す。
　　再生率（％）＝（再生時の吸収能力／初期の吸収能力）×１００
 
　表７に示した結果から、初期の二酸化炭素吸収試験後の二酸化炭素吸収剤を加熱し、二酸化炭素を追い出した再生二酸化炭素吸収剤は、二酸化炭素を吸収する能力が復活し、再生二酸化炭素吸収剤であっても吸収性能に優れ、再生率にも優れていることが判る。
（再生試験２）
　実施例１４で得られた二酸化炭素吸収剤を用い、二酸化炭素吸収試験５と同様の操作を行うことにより二酸化炭素を吸収させた。そして、通気前後の重量を測定し、増加した重量を二酸化炭素の吸収量として、モル数を算出した。吸収能力は、二酸化炭素吸収剤１グラム当たりの二酸化炭素吸収量として求めた。
　二酸化炭素を吸収させた二酸化炭素吸収剤を、ステンレスバットに取り出し、バキュームオーブンで１００℃、ゲージ圧－０．１ＭＰａ（絶対圧０．００１ＭＰａ）の条件で９０分加熱して、二酸化炭素を追い出し、再生を行った。
　次いで、再生した二酸化炭素吸収剤を、再び１００ｍｌガラス製ねじ口瓶に入れ、二酸化炭素の吸収と再生を２回繰り返した。再生率は、下記の式に基づいて算出した。結果を表８に表す。
　　再生率（％）＝（再生時の吸収能力／初期の吸収能力）×１００
 
　表８に示した結果から、初期の二酸化炭素吸収試験後の二酸化炭素吸収剤を加熱し、二酸化炭素を追い出した再生二酸化炭素吸収剤は、二酸化炭素を吸収する能力が復活し、再生二酸化炭素吸収剤であっても吸収性能に優れ、再生率にも優れていることが判る。
 

Claims (11)

  1. 　下記一般式（１）：
     
    （式中、ａ、ｂ及びｃは１以上１０以下の整数を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立してアミノ基又はヒドロキシ基を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の少なくとも１つがアミノ基である。）
    で表されるホスフィンオキシド化合物であることを特徴とする二酸化炭素吸収剤用化合物。
  2. 　一般式（１）の式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３がいずれもアミノ基であることを特徴とする請求項１記載の二酸化炭素吸収剤用化合物。
  3. 　請求項１記載の二酸化炭素吸収剤用化合物を含むことを特徴とする二酸化炭素吸収剤。
  4. 　多孔質担体と、該多孔質担体に担持されている請求項１記載の二酸化炭素吸収剤用化合物と、からなることを特徴とする請求項３記載の二酸化炭素吸収剤。
  5. 　前記多孔質担体が、活性炭、シリカゲル、層状珪酸塩、メソポーラスシリカ、ゼオライト、バーミキュライト、モレキュラーシーブ、多孔質シリカ、珪藻土、多孔性樹脂、多孔性繊維、多孔性金属有機構造体、多孔質アルミナ、多孔質セラミック、ポーラスコンクリート、活性白土、粘土鉱物又はこれらの複合体であることを特徴とする請求項４記載の二酸化炭素吸収剤。
  6. 　請求項３記載の二酸化炭素吸収剤に、二酸化炭素を含む混合ガスを接触させて、該二酸化炭素吸収剤に、該混合ガス中の二酸化炭素を吸収させることにより、該混合ガスから二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離工程を有することを特徴とする二酸化炭素分離方法。
  7. 　請求項３記載の二酸化炭素吸収剤に、二酸化炭素を含む混合ガスを接触させて、該二酸化炭素吸収剤に、該混合ガス中の二酸化炭素を吸収させることにより、該混合ガスから二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離工程と、
    　該二酸化炭素分離工程で二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤を、５０℃以上１５０℃以下の温度で加熱して、該二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤から二酸化炭素を脱離させることにより、該二酸化炭素吸収剤を再生させると共に、脱離させた二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収工程と、
    を有することを特徴とする二酸化炭素分離回収方法。
  8. 　前記二酸化炭素回収工程を行い得られる再生二酸化炭素吸収剤を、前記二酸化炭素分離工程において前記二酸化炭素を含む混合ガスを接触させる前記二酸化炭素吸収剤として用いることにより、前記二酸化炭素分離工程及び前記二酸化炭素回収工程を、２回以上繰り返し行うことを特徴とする請求項７記載の二酸化炭素分離回収方法。
  9. 　請求項３記載の二酸化炭素吸収剤が用いられていることを特徴とする装置。
  10. 　装置が、発電所、工場又は輸送用機器において使用されるものであることを特徴とする請求項９記載の装置。
  11. 　装置が、ＤＡＣ装置であることを特徴とする請求項９記載の装置。
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