(57)【要約】【課題】加熱処理を行うことなく、吸収した二酸化炭素を脱離させることが可能で、繰り返し使用することができる二酸化炭素吸収体を提供する。【解決手段】一般式〔化１〕【化１】2015077561.tif 000010（式中、Ｘは−ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２−、−Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨＣＨ２−から選ばれる炭化水素基を表し、Ｙは−ＣＨ２−、−ＣＨ（ＣＨ３）−、−ＣＨ（Ｃ６Ｈ５）−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２−、−Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨＣＨ２−から選ばれる炭化水素基を表し、XとYは同一であっても良く、ｐおよびｑは繰り返しの平均数を表し、ｐとｑの比ｐ：ｑ＝２０：１〜１：１である。）で表わされるポリマーを主成分とし、複数の空孔を有することを特徴とする二酸化炭素吸収体。【選択図】図１
2015077561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式〔化１〕
【化１】
2015077561.tif 000009
（式中、Ｘは−ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２−、−Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨＣＨ２−から選ばれる炭化水素基を表し、Ｙは−ＣＨ２−、−ＣＨ（ＣＨ３）−、−ＣＨ（Ｃ６Ｈ５）−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２−、−Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨＣＨ２−から選ばれる炭化水素基を表し、XとYは同一であっても良く、ｐおよびｑは繰り返しの平均数を表し、ｐとｑの比ｐ：ｑ＝２０：１〜１：１である。）
で表わされるポリマーを主成分とし、複数の空孔を有することを特徴とする二酸化炭素吸収体。
【請求項２】
前記ポリマーが、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリエチレンの少なくともいずれか１つであることを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素吸収体。
【請求項３】
前記ポリマーの体積をＡ、前記空孔の体積をＢとしたとき、Ｂ／Ａが３〜１３である請求項２に記載の二酸化炭素吸収体。
【請求項４】
前記ポリマー中に、ゼオライト、炭から選ばれる少なくとも1種の多孔質粒子を含むことを特徴とする請求項３に記載の二酸化炭素吸収体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス中に含まれる二酸化炭素（CO2）を吸収し、その二酸化炭素を脱離させることができる二酸化炭素吸収体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化に起因する気候変動や災害の発生が、深刻な環境問題のひとつとなっている。この地球温暖化は、大気中へのいわゆる温室効果ガスの放出であると考えられている。その温室効果ガスの中でも最も主要なものとして二酸化炭素が挙げられる。二酸化炭素の発生源としては火力発電所、製鉄所の高炉、セメント工場のキルン炉、自動車や航空機などの輸送機器などがある。これらの排出ガス中に含まれる二酸化炭素を分離・回収し、適切に処理する方法が望まれている。
【０００３】
一方で、二酸化炭素は、農業・バイオテクノロジー分野で産業的に有効利用することが検討されている。例えば、植物の同化作用を利用し、農場や植物工場などで二酸化炭素を積極的に施用して収穫量を増やす試みがなされている。さらに最近では、健康補助食品やバイオエタノールを製造する目的で、特定の藻類を培養するための水溶液中に二酸化炭素を積極的に施用している例も見られる。
【０００４】
ガス中の二酸化炭素を分離回収するための材料については、これまでもいくつかの方法が知られており、今日も様々な材料について研究が行われている。
【０００５】
特許文献１には、第二級アミンと第三級アミンの所定濃度以上の混合水溶液を用い、これに排ガスを接触させ、排ガス中の二酸化炭素を除去できる二酸化炭素吸収材および二酸化炭素の除去方法について記載されている。
【０００６】
特許文献２には、その実施例において、アミンもしくはアミン／ポリオールを担持させた多孔質体からなり、二酸化炭素を含有するガスと接触させて二酸化炭素を吸収し、続いて１２０℃に加熱して二酸化炭素を脱離させることで、二酸化炭素をサイクル的に分離・回収することができる固体吸収材について記載されている。
【０００７】
特許文献３には、リチウム複合酸化物とアルカリ金属炭酸塩からなる多孔質体で、二酸化炭素を含有する５５０℃のガスと接触させて二酸化炭素を捕捉し、さらに加熱することで二酸化炭素を脱離させ、分離・回収することができる二酸化炭素吸収材について記載されている。
【０００８】
これらの吸収材を用いて排ガスから二酸化炭素を吸収し、吸収材をそのまま二酸化炭素供給源として、農業・バイオテクノロジー分野における光合成生物の生育に有効利用できれば、大気中の二酸化炭素低減において意義が高いと考えられる。そのためには、常温常圧で二酸化炭素の吸収と放出ができ、繰り返し使用できる二酸化炭素吸収材が望ましい。
【０００９】
しかしながら、特許文献１および２の吸収材は、いずれも二酸化炭素を吸収する主要成分としてアミン系化合物を使っており、これらのアミンは二酸化炭素と化学的に吸着するため、吸収した二酸化炭素を脱離させ、吸収材を再生するために加熱処理を必要としていた。また、これらの吸収材は二酸化炭素の脱離率が低く、加熱再生処理によりアミンの一部が揮発や劣化をするほか、高湿環境や水中ではアミンが溶出するため、吸収と脱離のバランスが徐々に悪化し、繰り返し使用において性能が劣化するという課題があった。
【００１０】
特許文献３のようなセラミクスを用いた二酸化炭素吸収材は、二酸化炭素の吸収と脱離の反応が数百度で行われるため、その温度域まで加熱処理をする必要があった。また、二酸化炭素と反応した際に表面に生成物の膜ができてしまい、徐々に反応効率が低下し、繰り返し使用において性能が劣化するという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３１９７１８３号公報
【特許文献２】特表２０１０−５００１６８号公報
【特許文献３】特開２００８−２２１１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、加熱処理を行うことなく、吸収した二酸化炭素を脱離させることが可能で、繰り返し使用することができる二酸化炭素吸収体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、二酸化炭素吸収体として、特定の構造を持つポリマーを主成分とし、複数の空孔を有する構造のものを製造し用いれば、加熱処理を行うことなく、吸収した二酸化炭素を脱離させることが可能で、繰り返し使用することができることを見出した。すなわち、本発明の二酸化炭素吸収体は、一般式〔化１〕であらわされるポリマーを主成分とし、複数の空孔を有することを最も主要な特徴とする。ここで主成分とは、組成物中のポリマーの中で最も多く含まれるものを示す。
【化１】
2015077561.tif 000003
（式中、Ｘは−ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２−、−Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨＣＨ２−から選ばれる炭化水素基を表し、Ｙは−ＣＨ２−、−ＣＨ（ＣＨ３）−、−ＣＨ（Ｃ６Ｈ５）−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２−、−Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨＣＨ２−から選ばれる炭化水素基を表し、XとYは同一であっても良く、ｐおよびｑは繰り返しの平均数を表し、ｐとｑの比ｐ：ｑ＝２０：１〜１：１である。）
【００１４】
さらに本発明の二酸化炭素吸収体において、前記ポリマーが、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリエチレンの少なくともいずれか１つであることを特徴とする。
【００１５】
前記ポリマーの体積をＡ、前記空孔の体積をＢとしたとき、Ｂ／Ａが３〜１３であることを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明の二酸化炭素吸収体において、前記ポリマー中に、ゼオライト、炭から選ばれる少なくとも1種の多孔質粒子を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の二酸化炭素吸収体は、加熱などの工程を用いることなく、吸収した二酸化炭素を脱離させることが可能で、繰り返し使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る二酸化炭素吸収体の拡大断面図である。
【図２】図２は同二酸化炭素吸収体のさらに他の構成例の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係る二酸化炭素吸収体について図面を参照して説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
図1に示すように、本実施形態の二酸化炭素吸収体１は、一般式〔化１〕で表されるポリマー２を主成分とし複数の空孔３を有する。
【化１】
2015077561.tif 000004
（式中、Ｘは−ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２−、−Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨＣＨ２−から選ばれる炭化水素基を表し、Ｙは−ＣＨ２−、−ＣＨ（ＣＨ３）−、−ＣＨ（Ｃ６Ｈ５）−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２−、−Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨＣＨ２−から選ばれる炭化水素基を表し、XとYは同一であっても良く、ｐおよびｑは繰り返しの平均数を表し、ｐとｑの比ｐ：ｑ＝２０：１〜１：１である。）
【００２１】
このような二酸化炭素吸収体１は、空孔３内よりも二酸化炭素濃度の高い雰囲気と接触させると、その雰囲気中の二酸化炭素を空孔３内に吸収することができる。続いて、大気のような二酸化炭素濃度の低い雰囲気と接触させることで、加熱することなく、常温でも二酸化炭素を脱離させることができる。
【００２２】
上記のような挙動は、ポリマー２が炭化水素を主とする化学構造を持ち、電荷の偏りが小さい低極性の高分子であり、二酸化炭素と特別に高い親和性を持ち、伸縮性があることに由来すると考えられる。
【００２３】
すなわち、二酸化炭素吸収体１は、内部の空孔３と二酸化炭素濃度の異なる雰囲気と接触すると、空孔３の二酸化炭素濃度の差から生じる浸透圧を駆動力として、接触させた雰囲気と空孔３との間で二酸化炭素の移動が起きる。それに伴い、空孔３が膨張・収縮し、結果として二酸化炭素を吸収・脱離する性能を発現すると考えられる。
【００２４】
ポリマー２は人体や動植物に対する刺激性がないため、二酸化炭素吸収体１は有害性が低い。
【００２５】
また、ポリマー２は非水溶性であるため、二酸化炭素吸収体１を水中に沈めて使うことも可能である。
【００２６】
二酸化炭素吸収体１は、二酸化炭素を吸収し、脱離させるという用途においては、不可逆的な反応や劣化の要因がないため、繰り返し使用することができる。
【００２７】
このように、本実施形態の二酸化炭素吸収体１は、加熱などの工程を用いることなく、吸収した二酸化炭素を脱離させることが可能で、繰り返し使用することができるという利点を有している。加えて、有害性が低く、非水溶性であるため、光合成生物の生育環境を汚染する危険性がなく、排ガスから吸収した二酸化炭素を水中へも脱離させることが可能であるという利点を有している。
【００２８】
二酸化炭素吸収体１は、二酸化炭素の吸収・脱離において、空孔３の膨張・収縮を伴うため、前記ポリマー２としては伸縮性に富むものが好ましい。
【００２９】
一般式〔化１〕に示すようなポリマーの具体例としては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリエチレン等が挙げられる。
【００３０】
これらのうち、天然ゴムは最も伸縮性に富み、これを主成分とする二酸化炭素吸収体１は、空孔３の膨張性と収縮性に優れる。さらに天然ゴムは、ゴムの木の樹液から得られる材料で、大気中の二酸化炭素を炭素源としているため、産業用途で使用すればするほど二酸化炭素の固定化に繋がる。すなわち、二酸化炭素の有効利用と環境貢献という観点で、他のポリマーにはない産業利用価値がある。
【００３１】
また、天然ゴムは生分解性があり、生物に対する毒性が極めて低く、仮に廃棄して燃焼させても二酸化炭素増加の直接要因にはならないため、最も好ましい材料である。
【００３２】
天然ゴム以外の具体例はいずれも合成ポリマーであり、石油資源から得られる炭化水素を原料としている点で異なる。しかしながら、伸縮性や二酸化炭素との親和性など物理的性質は天然ゴムと類似であるため、ポリマー２として使用すれば同様の二酸化炭素吸収体１を得ることができる。
【００３３】
ポリマー２は、加硫により部分的に架橋されることで弾性が付与されている。加硫は、硫黄や過酸化物などの加硫剤をゴムに混合し加熱することで行われる。また、必要に応じ加硫促進剤等が配合されていても良い。
【００３４】
その他、ポリマー２には、物性を損なわない範囲で、軟化剤、加工助剤、老化防止剤、充填剤等を必要に応じて少量配合しても良い。
【００３５】
ポリマー２の化学構造は、赤外吸収スペクトルによる官能基ピークの解析や、熱分解ガスクロマトグラフィーによる分解生成物の定性分析により同定することが出来る。また、詳細な連鎖構造解析をする場合には核磁気共鳴(１H−NMR、１３C−NMR)を併用し、解析することが出来る。
【００３６】
空孔３の形成には、加硫前のポリマー溶液をミキサー等で攪拌して起泡させる方法、ポリマー溶液に空気などのガスを送り込む方法、ポリマー溶液にガス発生物質を加えて熱分解させて空孔３を形成する方法、その他公知の方法を用いることができる。また、形成した二酸化炭素吸収体１全体表面にラテックス液を薄く塗り広げて表面の穴を塞ぐことで更に空孔３部分の体積を増加させることができる。
【００３７】
空孔３は、その殆どがポリマーによって完全に覆われ、空間的に閉じられている。これにより、接触させる雰囲気と空孔３内との間に二酸化炭素の分圧差が生じ、それが駆動力となって二酸化炭素の吸収と脱離を行うことができる。空孔３には、二酸化炭素が自由に行き来できる大きさの穴はないものの、ポリマーの高分子鎖の熱運動によってできる僅かな隙間を押し広げて拡散していくことで、空孔３の内部と外部を移動することができると考えられる。
【００３８】
空孔３の形状は、図１では球形で表されているが、球形でなくてもよい。二酸化炭素吸収体１においてポリマー２部分と空孔３部分の体積比は、例えば起泡させるときの倍率によって調節することができる。ポリマー部分の体積をＡ、空孔３部分の体積をＢとし、空孔３の体積比をＢ／Ａで表すと、空孔３の体積比は３〜１３程度が好ましい。体積比が３より小さいと二酸化炭素を十分に取り込むことができない。一方で、体積比が１３より大きいものは起泡させることが難しく、二酸化炭素吸収体１を製造することが困難である。
【００３９】
ポリマー２部分と空孔３部分の体積比は、ポリマーの密度と二酸化炭素吸収体１の体積から算出することができる。二酸化炭素吸収体１の体積は、例えば水などの液体に二酸化炭素吸収体１を沈めたときの液体の体積増加として求めることができる。
【００４０】
図２は、二酸化炭素吸収体１のさらに別の構成例を示したものである。図２の二酸化炭素吸収体１は、一般式〔化１〕で表されるポリマー２を主成分とし複数の空孔３を有し、さらに多孔質粒子４を含む。
【００４１】
多孔質粒子４をポリマー２に加えることで、二酸化炭素吸収体１の二酸化炭素吸収・脱離量を増大させることができる。
【００４２】
これは以下の現象によると考えられる。すなわち、排ガスなど二酸化炭素濃度の高い雰囲気では、前述のとおり空孔３に二酸化炭素が吸収される。このとき多孔質粒子４は、近傍の空孔３から二酸化炭素を奪って吸着する。吸着された分、空孔３の二酸化炭素濃度は低くなるため、外部の雰囲気から二酸化炭素が空孔３内にさらに吸収される。この現象が多孔質体４の二酸化炭素吸着量が平衡に達するまで連続して起きるため、二酸化炭素吸収体１の二酸化炭素吸収量を増大させることができる。
【００４３】
この後、二酸化炭素濃度の低い雰囲気に移すと、前述のとおり空孔３から外部雰囲気へと二酸化炭素が脱離される。脱離された分、空孔３の二酸化炭素濃度が低くなるため、近傍の多孔質粒子４から空孔３へと二酸化炭素が供給される。この現象が平衡に達するまで連続して起きるため、二酸化炭素の脱離量も増大する。
【００４４】
多孔質粒子４は、二酸化炭素吸収体１の一部についてクロスセクションポリッシャ等の断面試料作成装置を使って断面を作成し、元素分析機能付き電子顕微鏡によって観察することで材質を確認することができる。
【００４５】
多孔質粒子４の材質としては、ゼオライト、炭が挙げられる。ゼオライトとしてはモレキュラーシーブなどが挙げられ、ペレット状で市販されているものを粉砕処理にて粒子化し、用いることができる。炭は活性炭のほか、備長炭のような木炭質のものが挙げられ、木炭質のものについては粉砕処理にて粒子化し、用いることができる。
【００４６】
粉砕処理によって得られた多孔質粒子４の粒径については、ふるいと目数の異なるメッシュを用い、任意の範囲のものを得ることができる。また、粒度分布計や光学顕微鏡による観察を行うことで粒径分布を知ることができる。
【００４７】
これらの多孔質粒子４はそれ単体で吸着材として用いられるが、吸着分子に対する選択性は乏しいため、例えば排ガス中でそのまま用いると、水分、アンモニア、窒素酸化物、硫黄酸化物など、二酸化炭素以外の気体や粒子まで吸着してしまう。また、吸着分子を脱離させるためには、多孔質粒子４に対し加熱や減圧操作を必要とする。
【００４８】
しかし本実施形態では、二酸化炭素吸収体１内部に多孔質粒子４を含ませており、排ガスと多孔質粒子４とが直接接触しない構造であるため、ポリマーの性質を利用して二酸化炭素を優先的に多孔質粒子４に吸着させることができる。さらに、加熱や減圧などの操作をしなくても二酸化炭素の吸収・脱離量が増大する。
【００４９】
多孔質粒子４の配合量としては、ポリマー２に対して８〜３３質量％が好ましい。８質量％より少ないと二酸化炭素の吸着・脱離性能向上の効果が十分に得られず、３３質量％より多いと製造過程で粘度が高くなり、空孔３の体積比を所望の値とすることが困難となる。
【００５０】
二酸化炭素の吸収および脱離の量については、接触させる雰囲気の濃度変化を二酸化炭素濃度計によってモニターすることで、二酸化炭素の吸収および脱離の量を測定することができる。また、簡便には、二酸化炭素を吸収体の質量変化を計測することで、二酸化炭素の吸収および脱離の量を凡そ確認することができる。
【００５１】
水中における二酸化炭素の脱離量は、水中に二酸化炭素吸収体１を浸漬して、一定時間後に水を採取してイオンクロマトグラフを行い、炭酸イオン、重炭酸イオンの増加量で測定することができる。また、指示薬を用いた中和滴定によっても測定することができる。
【実施例】
【００５２】
次に、本発明について実施例を用いて説明するが、本発明はこれらの実施例等に限定されるものではない。
【００５３】
（二酸化炭素吸収体の作製）
［実施例１］
一般式〔化１〕において、XおよびYが−Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨＣＨ２−のポリマーを主成分とする天然ゴム系ラテックス液（ハイラテック製、固形分濃度６０％）１０ｇをプラスチック製の器に取り、攪拌して起泡させた。空孔の体積比が５となるまで起泡させたら、架橋剤（ハイラテック製B液）０．４ｇとゲル化剤（ハイラテック製C液）０．４ｇを加え、混合物を攪拌した。ゲル化が始まる前に直径８ｃｍのガラス製シャーレに流し込んだ。そのまま１５分間室温で放置してゲル化させた後に、１００℃オーブン中に６０分間加熱して固化させ、パンケーキ状の二酸化炭素吸収体を得た。
【００５４】
［実施例２］
一般式〔化１〕において、Xが−ＣＨ２−、Yが−ＣＨ（ＣＨ３）−のポリマー（エチレン−プロピレンゴム）１０００ｇ、架橋剤（三井化学製DCP）１０ｇ、発泡剤（永和化成製ビニホール）７０ｇを混錬した組成物を、１１０℃に加熱した発泡成形機にて空孔の体積比が１０になるよう加圧発泡成形し、ブロック状の二酸化炭素吸収体を得た。
【００５５】
［比較例１］
ポリエチレンイミン（分子量Ｍｗ６００）１０ｇをメタノール８０ｍＬに加えて溶解し、３０分間攪拌した。次にこの溶液を攪拌しながら、シリカゲル（関東化学製、比表面積５００ｍ２／ｇ）４０ｇをゆっくりと加えて懸濁させ、そのまま１時間攪拌を続けた。その後、この懸濁液を５Ｃの濾紙で濾過し、濾物を６０℃の乾燥オーブンで１２時間乾燥させ、粒子状の二酸化炭素吸収体を得た。
【００５６】
（空気中への二酸化炭素脱離性能の評価）
以下、（１）、（２）に示す手順で、実施例および比較例の二酸化炭素吸収体について、二酸化炭素の吸収および空気中への脱離性能の測定を行った。
【００５７】
（１）一辺２０ｃｍの密閉された立方体プラスチックボックス中に、二酸化炭素濃度の高い混合ガス（二酸化炭素９０体積％、空気１０体積％）を満たし、この中に二酸化炭素吸収体５ｇを入れて混合ガスと接触させ、６時間静置し、二酸化炭素を吸収させた。
【００５８】
（２）次に、別途用意した同型のプラスチックボックス中に大気（二酸化炭素濃度約４５０ｐｐｍ）を満たし、（１）で混合ガス中から取り出した二酸化炭素吸収体を投入して蓋をし、３０分後のプラスチックボックス中の二酸化炭素濃度を計測することで、空気中への二酸化炭素の脱離量を確認した。二酸化炭素濃度の計測は、二酸化炭素濃度計（ハリオサイエンス社製ＭＢ−５２５、または株式会社ＦＵＳＯ製ＺＧ−１１６３）を使用した。
【００５９】
（１）、（２）の操作により、二酸化炭素吸収体単位重量あたりの空気中への二酸化炭素脱離量を評価した。この評価を５回連続で実施した結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
2015077561.tif 000005
【００６１】
表１のように、実施例１および２においては、６．７〜７．７ｍｇ−ＣＯ２／ｇの二酸化炭素脱離量が確認された。混合ガスの濃度変化は濃度計で測定できないため、（１）の操作後に重量を測定したところ、実施例１および２において、それぞれ７．５ｍｇ／ｇ前後および８．０ｍｇ／ｇ前後の重量増加を確認した。よって、混合ガスから二酸化炭素を吸収し、その二酸化炭素を加熱しなくても空気中へ脱離したことが示唆される。また、脱離量の数値は５回連続の評価において安定しているため、二酸化炭素吸収体は繰り返し使用できることが示唆される。
【００６２】
一方で、比較例１は、１．０ｍｇ−ＣＯ２／ｇ程度と二酸化炭素脱離量が極めて低かった。（１）の操作後の重量測定では２０ｍｇ／ｇ程度の重量増加があることから、比較例１は、二酸化炭素を吸収したものの、加熱をしない状況ではほとんど二酸化炭素を脱離させることができないことが示唆される。
【００６３】
続いて、水中への二酸化炭素脱離性能について評価した。
【００６４】
（水中への二酸化炭素脱離性能の評価）
以下、（３）、（４）に示す手順で、実施例および比較例の二酸化炭素吸収体について、吸収した二酸化炭素の水中への二酸化炭素脱離性能の測定と評価を行った。
【００６５】
（３）一辺２０ｃｍの密閉された立方体プラスチックボックス中に、排ガスに見立てた常温の混合ガス（二酸化炭素９０体積％、空気１０体積％）を満たし、この中に実施例および比較例１で作製した５ｇの二酸化炭素吸収材体を投入して６時間静置し、二酸化炭素を吸収させた。
【００６６】
（４）次に、純水製造装置から得られた常温の水１００ｍＬを容器に取り、（３）の混合ガス中から取り出した二酸化炭素吸収体をこの水の中に浸漬し、３０分間放置した。３０分後に二酸化炭素吸収体を容器から取り出し、容器中の水を測定検体としてイオンクロマトグラフ（ＴｈｅｒｍｏＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製、商品名：ＤＸ−５００、カラム：ＩｏｎＰａｃ  ＡＳ２０、）を用い、炭酸イオンの量からに二酸化炭素濃度を算出した。別途、二酸化炭素吸収体を浸漬しない水をブランクとして測定し、その値を差し引いて、二酸化炭素脱離量とした。
【００６７】
（３）、（４）の操作により、二酸化炭素吸収体の単位重量あたりの二酸化炭素脱離量を評価した。この評価を５回連続で実施した結果を表２に示す。
【００６８】
【表２】
2015077561.tif 000006
【００６９】
表２のように、実施例１、２の二酸化炭素吸収体は、二酸化炭素脱離性能の評価において、５．５ｍｇ−ＣＯ２／ｇ程度の脱離量が確認された。この結果から、混合ガス由来の二酸化炭素を、水中へ供給できることが確認された。空気中への脱離に比べて脱離量の値がやや少ないが、これは（４）の操作の間に水中の二酸化炭素の一部が空気中へ放出されたためと推定される。しかしながら、脱離量の数値は５回連続の評価において安定しているため、二酸化炭素の吸収と水中への脱離は可逆的であることが示唆される。
【００７０】
一方で、比較例１では、２回目以降の評価において、二酸化炭素の脱離量が急激に低下した。原因調査のため１回目評価後の水を採取し濃縮したところ残渣物があり、この残渣物をＦＴ−ＩＲにてポリエチレンイミンと定性した。すなわち、比較例１の二酸化炭素吸収体の主要成分であるポリエチレンイミンが水へ溶出してしまい、２回目以降の評価では二酸化炭素吸収量が低下したと考えられ、繰り返し使用に耐えないことが示唆される。
【００７１】
上記の結果から明らかなように、本発明の二酸化炭素吸収体は、加熱などの工程を用いることなく、吸収した二酸化炭素を脱離させることが可能で、繰り返し使用することができることが示された。また、排ガスから吸収した二酸化炭素を空気中だけでなく水中へも脱離させることが可能であると示された。
【００７２】
次に、空孔の体積比と二酸化炭素吸収・脱離との関係について試験した実施例を示す。評価は、水中への二酸化炭素脱離性能の評価手順によって行った。
【００７３】
［実施例３〜５、比較例２〜３］
実施例１において、ポリマー部分に対する空孔部分の体積比を表３に示すように変化させ、二酸化炭素吸収体を作製した。
【００７４】
【表３】
2015077561.tif 000007
【００７５】
実施例１および３〜５、比較例２〜３の二酸化炭素吸収体について、水中への二酸化炭素脱離性能の評価を行った結果を表３に示す。空孔の体積比が３〜１３において二酸化炭素脱離量が向上しており、効果が認められる。
【００７６】
次に、ポリマー中に多孔質粒子を含む二酸化炭素吸収体についての実施例を示す。
【００７７】
［実施例６］
ゼオライトの１種であるモレキュラーシーブ（関東化学製  ４Ａ、ペレット状）１０ｇを凍結粉砕機（日本分析工業製）にて５秒間粉砕した。粉砕後にふるい（６０メッシュ）で分級し、粒径５〜２５０μｍの粉砕モレキュラーシーブを得て、これを多孔質粒子とした。天然ゴム系ラテックス液（ハイラテック製REGITEX）１０ｇと粉砕モレキュラーシーブ１ｇ（ポリマー固形分に対し、１７質量％）をプラスチック製の器に取り、攪拌した。それ以降は実施例１と同様の手法で二酸化炭素吸収体を得た。
【００７８】
［実施例７］
実施例６のモレキュラーシーブを、木炭の１種である備長炭とした以外は実施例６と同様の手法で作製した。
【００７９】
なお、上記の粉砕処理によって得られた多孔質粒子の粒径分布は、デジタルマイクロスコープ（キーエンス製、ＶＨＸ−５００Ｘ）を使った観察によって調べた。
【００８０】
［実施例８〜１０］
実施例７の粉砕備長炭の配合量を表４のように変化させた以外は実施例７と同様の手法で作製した。
【００８１】
【表４】
2015077561.tif 000008
【００８２】
実施例６〜１０について、水中への二酸化炭素脱離性能の評価を行った結果を表４に示す。表４の結果のとおり、ポリマー中へ多孔質粒子を添加したものは、二酸化炭素の脱離量が１．３５倍以上となった。多孔質粒子の配合量を増加させると、二酸化炭素吸収脱離量も増加する傾向であった。ポリマー固形分に対する多孔質粒子の量が３３質量％より多く配合すると粘度が上がってしまい、所望の体積比率になるように起泡することができなかった。すなわち、多孔質粒子の配合量をポリマーに対し８〜３３質量％とすると、二酸化炭素の吸収・脱離量を効果的に増大させることができ好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の二酸化炭素吸収体は、二酸化炭素濃度の高い排ガスから二酸化炭素を分離回収することができる。本発明の二酸化炭素吸収体は、排ガスから吸収した二酸化炭素を、植物工場や藻類培養施設等で脱離させ、二酸化炭素固定化と光合成生物の生育促進を可能とする二酸化炭素担体として利用することが期待できる。このように、本発明は高い産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００８４】
１    二酸化炭素吸収体
２    一般式（I）で表されるポリマー
３    空孔
４    多孔質粒子
【図１】
2015077561.tif 000011
【図２】
2015077561.tif 000012