ポリエチレンイミンを担持した無機多孔質薄膜による炭酸ガスの吸収と脱着の同時操作

使用负载聚乙烯亚胺的无机多孔薄膜同时进行二氧化碳吸收和解吸

• 批准号: 63550710
• 负责人: 迫原 修治
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-63550710/
• 关键词: ガス吸収; ポリエチレンイミン; 高分子アミン; 無機多孔質薄膜; カーバメイト; 脱着

本研究では以下の項目について検討した。1)分子量および濃度の異なるポリエチレンイミン水溶液の炭酸ガスの吸収特性。2)減圧下での炭酸ガスの脱着特性。3)シリカ-アルミナから成る薄膜の細孔内にポリエチレンイミンを担持した膜による炭酸ガスおよび水の透過特性。ポリエチレンイミンは、分子鎖に1級、2級および3級アミンを1:2:1の割合で持っている。炭酸ガスの吸収機構は、通常のアルカノールアミン類と同様に、1級および2級アミンではカーバメイト、3級アミンでは炭酸水素塩が主として生成する。カーバメイトは水の存在下でさらに炭酸水素塩になるが、カーバメイトの安定性はアルカノールアミン類に比べてかなり安定である。これはカーバメイトが生成する際に高分子間に架橋が起こることによると考えられる。従って、高分子量、高濃度の溶液ほど生成したカーバメイトは安定である。減圧下における脱着特性についてみると、カーバメイトは減圧下においては分解されにくく、炭酸水素塩まで反応したものが分解し、炭酸ガスを放出してアミンに再生される。従って、脱着操作を考える場合には水を介在させることによってカーバメイトを炭酸水素塩に分解しておくことが必要である。孔径数+A゜のシリカ-アルミナから成る薄膜の細孔内に、分子量1800のポリエシチレンイミンを担持し、この膜の内側を減圧し、外側に水および炭酸ガスの混合ガスを流し、それぞれの透過特性を調べた。この膜による水の透過流束は極めて大きく脱着に必要な水の供給は十分に行われるが、生成するカーバメイトが極めて安定であるために、炭酸ガスの透過流束は必ずしも大きくない。高分子間に架橋が起こらないようなポリエチレンイミンの担持方法の検討。あるいは1級および2級アミンの3級化が必要と考える。

这项研究检查了以下项目：1）二氧化碳气体在具有不同分子量和浓度的聚乙烯溶液中的吸收特性。 2）在减压下二氧化碳气体的解吸特性。 3）二氧化碳和水的渗透性由由二氧化硅氧化铝制成的薄膜孔中的聚乙烯胺支撑的膜。聚乙烯胺的分子链中的一级，次级和第三胺的比例为1：2：1。二氧化碳气体的吸收机制主要是在原发胺和次要胺中产生的，碳酸盐在第三级胺中产生，就像普通的烷诺胺一样。在水存在下，氨基甲酸盐变得更加碳酸氢盐，但氨基甲酸酯的稳定性比烷烷醇胺更稳定。这被认为是由于产生氨基甲酸酯时聚合物之间的交联。因此，较高的分子量和较高的浓度溶液，产生的氨基甲酸酯产生越稳定。从压力降低的压力下，看一下脱附性能，在减压下很难分解氨基甲酸酯，并且即使在碳酸氢氢分解，释放二氧化碳气体并将其再生为胺中的反应。因此，在考虑去除程序时，有必要通过介入水将氨基甲酸酯分解为碳酸氢盐。分子量为1,800的聚乙酰胺在由硅胶制成的薄膜的孔中携带，孔的大小为 +a°，该膜的内部减小，并倒入水和二氧化碳的混合气体，以检查外面以检查每膜膜的通透性特征。该膜的渗透水通量极大，解吸所需的水已充分供应，但是二氧化碳的渗透通量不一定很大，因为产生的氨基甲酸酯非常稳定。我们研究了一种携带聚乙胺的方法，因此不会发生聚合物之间的交联。另外，人们认为必须使用初级和二级胺的三级胺。

项目成果

迫原修治: 科学工学論文集.

Shuji Sakohara：科学与工程论文集。