(57)【要約】      （修正有）【課題】既知の方法よりもより安価になり得る、電気多重極子モーメントを有するガスまたは蒸気成分の除去方法および除去装置の提供。【解決手段】電子双極子モーメントおよび／または電子四重極子モーメントであリ得る電気多重極子モーメントを有するガス収着のための、実質的に陰イオンおよび陽イオンのみを含んでおり他の成分（例えば、水）を含んでいない液体あるいは、イオン性液体と溶媒または別の化合物（例えば、水）とを含む溶液であるイオン性液体の使用および、陰イオンおよび非芳香族陽イオンを含むイオン性液体の貯蓄槽を備えた、電気多重極子モーメントを有するガスの収着装置。上記非芳香族陽イオンは４級又はプロトン化陽イオンであり、陰イオンはカルボアニオン、カルボン酸塩等である。電気多重極子モーメントと有するガスが特にＣＯ２である収着装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気多重極子モーメントを有するガスの収着のためのイオン性液体の使用方法であって、イオン性液体が陰イオンおよび非芳香族陽イオンを含み、
上記非芳香族陽イオンは脂肪族陽イオンであり、上記陰イオンは少なくとも１つの極性基を含んでいることを特徴とするイオン性液体の使用方法。
【請求項２】
上記非芳香族陽イオンは４級物質であることを特徴とする請求項１に記載のイオン性液体の使用方法。
【請求項３】
上記陽イオンは、以下からなる群のうちのある４級またはプロトン化陽イオンであることを特徴とする請求項１または２に記載のイオン性液体の使用方法；アンモニウム、ホスホニウム、スルホニウム、ピペリジニウムおよびピロロリジニウム。
【請求項４】
上記陽イオンは、以下からなる群のうちの１つであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のイオン性液体の使用方法；トリアルキルメチルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、トリブチルメチルアンモニウム、トリオクチルメチルアンモニウム、トリアルキルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリブチルアンモニウムおよびトリオクチルアンモニウム。
【請求項５】
上記陽イオンは、以下からなる群のうちの１つであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のイオン性液体の使用方法；テトラメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、トリブチルメチルアンモニウムおよびトリオクチルメチルアンモニウム。
【請求項６】
上記陰イオンはカルボアニオン、カルボン酸塩、炭酸塩、アルキル炭酸塩およびアリール炭酸塩からなる群のうちから選択されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のイオン性液体の使用方法。
【請求項７】
上記陰イオンは［ＲＣＯ2-］の形式で表記することができ、［ＲＣＯ2-］は以下からなる群のうちの１つであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のイオン性液体の使用方法；カルボン酸塩、ホルミエート、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、安息香酸塩およびサリチル酸塩。
【請求項８】
上記陰イオンは［ＲＣＯ2-］の形式で表記することができ、［ＲＣＯ2-］は、Ｒが以下からなる群のうちのあるラジカルであるカルボン酸塩であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のイオン性液体の使用方法；Ｃ１‐Ｃ３０‐アルキル、Ｃ３‐Ｃ１２‐シクロアルキル、Ｃ２‐Ｃ３０‐アルケニル、Ｃ３‐Ｃ１２‐シクロアルケニル、Ｃ２‐Ｃ３０‐アルキニル、アリールおよびヘテロアリール。
【請求項９】
上記陰イオンは［ＲＣＯ2-］の形式で表記することができ、［ＲＣＯ2-］は、Ｒが以下からなる群のうちの１個から３個のラジカルを表すカルボン酸塩であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のイオン性液体の使用方法；Ｃ１‐Ｃ６‐アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３‐Ｃ７‐シクロアルキル、ハロゲン、シアン化物、ＯＲｃ、ＳＲｃ、ＮＲｃＲｄ、ＣＯＲｃ、ＣＯＯＲｃ、ＣＯ‐ＮＲｃＲｄ、ここでＲｃおよび／またはＲｄは以下からなる群の１つである；水素、Ｃ１‐Ｃ６‐アルキル，Ｃ１‐Ｃ６‐ハロゲン化アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、トリルおよびベンジル。
【請求項１０】
上記ガスは以下からなる群の中の１つであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のイオン性液体の使用方法；Ｈ2Ｏ、ＨＣＮ、Ｈ2Ｓ、Ｈ2Ｓｅ、Ｈ2Ｔｅ、ＣＯ2、ＣＯ、ＣＳ2、ＣＯＳ、ＣＦ2Ｏ、ＣＦ2Ｓ、Ｏ3、ＮＯ、ＮＯ2、Ｎ2Ｏ、Ｎ2Ｏ3、ＮＯＣｌ、ＮＦ3、ＨＮＯ2、ＨＮＯ3、ＲＣＯＲ'、ＲＣＯＨ、ＲＣＯＯＨ、ＣＦ3ＳＯ3Ｈ、ＣＦ3ＣＯＯＨ、ＲＣＯＯＲ’、ＲＯＨ、ＲＯＲ、ＲＳＨ、ＲＳＲ、ＲＯＣｌ、ＲＯＢｒ、ＲＯＮＨ2、ＲＯＮＨＲ’、ＲＯＮＲ’Ｒ’’、ＲＳＯ2Ｃｌ、ＲＳＯ2Ｂｒ、ＲＯＣＮ、ＲＣＯＮ、ＲＣＮ、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ、ＳＯ2、ＳＯ3、ＮＨ3、ＮＨ2Ｒ、ＮＨＲ’Ｒ''、ＮＲ'Ｒ''Ｒ'''、ＰＨ3、ＰＨ2Ｒ、ＰＨＲ’Ｒ’’、ＰＲ’Ｒ’’Ｒ’’’、ＢＦ3、ＢＣｌ3、ＢＢｒ3、Ｂ2Ｈ6、ＢｒＦ3、ＣｌＦ3、ＣｌＦ5、ＣｌＣＮ、ＩＦ5、ＡｓＨ3、ＣＨ3Ｆ、ＣＨ3Ｃｌ、ＣＨ3Ｂｒ、ＣＨ3Ｉ、ＰＯＣｌ2、ＰＳＣｌ2、ＰＦ5、ＳＦ4、ＳＦ6、ＳＯ2Ｆ2、ＳＯ2Ｃｌ2、ＳＯＣｌ、Ｈ2Ｃ＝ＣＨＢｒ、Ｈ2Ｃ＝ＣＨＣｌおよび酸化エチレン、
ここで、Ｒ、Ｒ'、Ｒ''およびＲ'''のうち少なくとも１つは、Ｃ１‐Ｃ８‐アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリールおよびヘテロアリールからなる群の中の１成分である。
【請求項１１】
上記ガスはＣＯ2であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のイオン性液体の使用方法。
【請求項１２】
ＣＯ2は以下からなる群の中から選択される媒体から収着されることを特徴とする請求項１１に記載のイオン性液体の使用方法；回復ガス、合成ガス、水ガス、吸入空気、および呼気。
【請求項１３】
電気多重極子モーメントを有するガスの収着のための装置であって、
陰イオンおよび非芳香族陽イオンを含むイオン性液体の貯蓄槽を備え、
上記装置は熱ポンプであり、
上記熱ポンプは、ＣＯ2と、上記イオン性液体と、を作用媒体として含む回路を備えることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は、特に、電気多重極子モーメントを有するガスまたは蒸気の収着のための、イオン性液体の使用方法に関する。
【０００２】
さらに、ガスまたは蒸気の収着装置に関する。
【０００３】
〔背景技術〕
二酸化炭素（ＣＯ2）は多くのガス資源に存在する望ましくない希釈剤である。ガスの品質を向上するためには二酸化炭素を容認される仕様に除去しなければならない。ガス処理産業において、化学的溶媒、物理的溶媒、および膜を含め、ＣＯ2の除去に様々な技術が用いられてきた。特に、ＣＯ2と可逆的に反応する化学的溶媒は、ＣＯ2除去に最も一般的に使用されている。
【０００４】
さらに、１〜２０ｗｔ％の水と、ピリジンまたはイミダゾール陽イオン、および陰イオンを含むイオン性液体とを含む吸収剤に、ＣＯ2を含むガス流を接触させる工程を含む、ガス流からＣＯ2を除去する方法が知られている。この接触は吸収状態で起こり、ＣＯ2を含有するガス流から少なくとも一部のＣＯ2を吸収してＣＯ2‐吸収剤複合体を形成する。その後、ＣＯ2含有量が減少したガス産物が回収される。
【０００５】
しかしながら、既知のＣＯ2除去方法では費用が高くなり得る。
【０００６】
〔発明の概要〕
本発明の目的は、既知の方法よりも節約し得るまたはより安価になり得る、ガスまたは蒸気成分の除去の方法、および、ガスまたは蒸気成分の除去装置を提供することにある。
【０００７】
この目的は特に、独立請求項に係る、特に、電気多重極子モーメントを有するガスまたは蒸気の収着のための、イオン性液体の使用方法、およびガスまたは蒸気の収着のための装置によって解決される。他の典型的な実施形態は従属請求項に記述されている。
【０００８】
本発明の典型的な態様によれば、電気多重極子モーメントを有するガスの収着のためのイオン性液体の使用方法であって、イオン性液体は陰イオンおよび非芳香族陽イオンを含んでいる、使用方法が提供される。本明細書においては、「ガスの」と「ガス状の」、および「蒸気の」と「蒸気状の」という用語はそれぞれ交換可能で使用されてもよいことは留意すべきである。つまり、これらの二つの用語は区別されていない。
【０００９】
特に、電気多重極子モーメントは、電気双極子モーメントおよび／または電気四重極子モーメントであり得る。収着は吸着または吸収でもよい。イオン性液体は、純粋なイオン性液体、すなわち、実質的に陰イオンおよび陽イオンのみを含んでおり、例えば水のような他の成分を含んでいない液体であり得る。あるいは、イオン性液体と、溶媒または別の化合物（例えば、水）を含む溶液が使用されてもよい。例えば、イオン性液体以外の他の成分の含有量が３５質量％以下であり得、特に、３０質量％未満、２０質量％未満、１０質量％未満、または５％未満でもあり得、上記の全ての範囲に関し、下限は約１０ｐｐｍであり得る。しかしながら他の成分が水である場合、範囲は、約１０ｐｐｍから５０質量％の間、とりわけ、約１０ｐｐｍから３５質量％の間、約１０ｐｐｍから２０質量％の間、約１０ｐｐｍから１０質量％の間、約１０ｐｐｍから５質量％の間でもあり得る。これに関連して、特定の実施形態によると、収着はイオン性液体自体により行われ得る。たとえば、特に、物理的な収着により行われ得る。一般的にイオン性液体は化学的な収着、物理的収着、あるいは化学的‐物理的収着を行い得る。この処理は、イオン性液体が、電気多重極子モーメントを有するガスの収着剤として働く化合物または成分（例えば、ポリマー）の溶媒を構成するのみである、処理とは区別されなければならない。つまり、本発明の特定の実施形態によると、イオン性液体は電気多重極子モーメントを有する気体を収着する収着剤を形成し得る。その結果、典型的な実施形態による方法は、電気多重極子モーメントを有するガスをイオン性液体によって収着する工程を含み、ここで、イオン性液体は純粋もしくは実質的に純粋なイオン性液体、または僅かな（例えば、３５質量％未満）他の成分を含むいくらかの添加物を含有するイオン性液体であり得る。最も一般的な形態のイオン性液体は、［Ｑ+］n［Ｚｎn-］で表され、Ｑは非芳香族陽イオンを示しており、例えば本明細書に参照として組み込まれるＷＯ２００５／０２１８４に記述されている方法によって製造され得る。
【００１０】
本発明の典型的な態様によると、電気多重極子モーメントを有するガスの収着のための装置が提供され、本装置は、陰イオンおよび非芳香族陽イオンを含むイオン性液体の貯蓄槽を備えている。
【００１１】
特に、装置は、吸気口、イオン性液体を含む容器、および必要に応じて排気口を備えている。装置は、回復ガス、合成ガス、水ガス、天然ガス、吸入空気、および呼気からなる群の中から選択される媒体から、電気多重極子モーメントを有するガス（例えば、ＣＯ2）を収着することに使用され得る。特に、装置は熱ポンプであり得る。熱ポンプは、ＣＯ2と、陰イオンおよび非芳香族の陽イオンを含有するイオン性液体とを作用媒体として含む回路を備えていてもよい。特に熱ポンプにおけるＣＯ2とイオン性液体とを含む一対の作用媒体の使用は、ＣＯ2に毒性がなく他の気化性の作用物質と比較して環境への影響をあまり考慮する必要がないので都合が良い。
【００１２】
本発明の典型的な態様によると、電気多重極子モーメントを有するガスの収着のための、陰イオンおよび非芳香族陽イオンを含むイオン性液体の使用方法が提供され、本方法では、イオン性液体はカルボアニオンおよび陽イオンを含有する。
【００１３】
イオン性液体における非芳香族陽イオンの使用は、芳香族陽イオンを使用するよりも、イオン性液体を、より安価で安全にし得る。このようなイオン性液体は、ガス混合物の中から、特定のガス（例えば、ＣＯ2）または蒸気を収着することに適した媒体であり、これらの特定のガスまたは蒸気を再度放出することにも適している。特定のガスとイオン性液体とは複合体を形成し得る。すなわち、特定のガスは複合体結合する。いくつかの典型的な実施形態によると、固体の化合物の形態で複合体結合を除去することも可能である。イオン性液体は、全くまたは少なくとも実質的に蒸気圧がない状態を示して、例えば、測定不能な蒸気圧または鋼鉄とまさに同じ大きさの蒸気圧を示して使用され得るため、ガスの収着のためのこのようなイオン性液体の使用は都合が良い。したがって、ガスまたはガスの混合物はイオン性液体の蒸気により汚染されない。さらに、非芳香族イオン性液体の使用は芳香族イオン性液体が使用されている場合と比較して、収着処理の遂行能力が向上し得る。例えば、非芳香族イオン性液体の使用によるＣＯ2の除去はＣＯ2の蒸気圧が低い場合でも遂行能力が向上し得る。
【００１４】
しかしながら、あるいは、イオン性液体がカルボアニオンを含有する場合には、芳香族陽イオンを含むイオン性液体を使用することも可能である。つまり、カルボアニオンを含有するイオン性液体を使用しているときは、陽イオンは芳香族または非芳香族陰イオンであり得る。
【００１５】
次に、ガスの収着のためのイオン性液体の使用方法の典型的な実施形態のさらなる態様が記載されている。しかしながら、これらの実施形態はガスの収着のための装置にも適用する。
【００１６】
イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、非芳香族陽イオンは脂肪族陽イオンである。用語「脂肪族陽イオン」は脂肪族側鎖を持つ陽イオンを含み得る。
【００１７】
脂肪族陽イオンは、典型的な芳香族陽イオンよりも安価および／または毒性が低い、イオン性液体に好適な非芳香族陽イオンであり得る。
【００１８】
イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、イオン性液体は一般式［Ｑ+］［Ａ-］を満たし、陰イオンは以下の構造の一つで記述され得る。
【００１９】
【化１】
2016013551.tif 000003
【００２０】
特に陰イオンは共鳴またはメソメリー状態で記述され得る。
【００２１】
【化２】
2016013551.tif 000004
【００２２】
ここでＸおよびＹは、互いに独立して、導入効果またはメソメリー効果によって電子を求引し得る、および／または電子を非局在化および／または安定化（局在化）し得る基を示し得る。このような基の例は次のような基が挙げられる：
-  ‐ＣＮ、‐ＮＯ2、‐ＮＯ3、‐ＣＯ‐Ｒk、‐ＣＯＯＲk、‐Ｃ＝Ｎ‐Ｒk、‐ＣＯ‐ＮＲkＲm、‐ＮＲkＲm、‐ＯＨ，‐ＯＲk，‐ＳＨ、‐ＳＲk，‐ＳＯ‐Ｒk、‐ＳＯ2‐Ｒk，‐ＳＯ2‐ＯＲk、‐ＰＯ‐ＯＲkＯＲm（ホスホン酸塩）、‐Ｉ、‐Ｃｌ、‐Ｂｒ、‐Ｆ、‐ＣＣｌ3、‐ＣＣｌ2Ｒk、‐ＣＣｌＲkＲm、‐ＣＦ3、‐ＣＦ2Ｒk、‐ＣＦＲkＲm、‐ＳＯ2ＣＦ3、‐ＣＯＯＣＦ3，‐Ｃ6Ｈ5、‐ＣＲk＝ＣＲmＲn、‐Ｃ≡ＣＲm、‐ＣＲk＝ＣＲm‐ＣＮ、‐ＣＲk＝ＣＲm‐ＮＯ2、‐ＣＲk＝ＣＲm‐ＣＯ‐Ｒk、ＣＲk＝ＣＲm−ＣＯＯＲk、‐ＣＲk＝ＣＲm−Ｃ＝Ｎ−Ｒn、‐ＣＲk＝ＣＲm‐ＣＯ‐ＮＲnＲo、‐ＣＲk＝ＣＲm−ＮＲnＲo、‐ＣＲk＝ＣＲm‐ＯＲn、‐ＣＲk＝ＣＲm‐ＳＲn、‐ＣＲk＝ＣＲm‐ＳＯ‐Ｒn、‐ＣＲk＝ＣＲm‐ＳＯ2‐Ｒn、‐ＣＲk＝ＣＲm‐ＳＯ2‐ＯＲn、‐ＣＲk＝ＣＲm‐ＣＦ3、‐ＣＲk＝ＣＲm‐ＳＯ2ＣＦ3、
ここでＲk、Ｒm、Ｒn、Ｒoは、互いに独立に、水素、Ｃ1〜Ｃ30−アルキルおよびそのアリール置換、ヘテロアリール置換、シクロアルキル置換、ハロゲン置換、ヒドロキシ置換、アミノ置換 、カルボキシ置換、ホルミル置換、−Ｏ−置換、−ＣＯ−置換、−ＣＯ−Ｏ−置換または−ＣＯ−Ｎ＜置換成分を表しており、メチル、エチル、１‐プロピル、２‐プロピル、１‐ブチル、２‐ブチル、２‐メチル‐１‐プロピル（イソブチル）、２‐メチル‐２‐プロピル（tert．‐ブチル）１‐ペンチル、２‐ペンチル、３‐ペンチル、２‐メチル‐１‐ブチル、３‐メチル‐１‐ブチル、２‐メチル‐２‐ブチル、３‐メチル‐２‐ブチル、２，２‐ジメチル‐１‐プロピル、１‐ヘキシル、２‐ヘキシル、３‐ヘキシル、２‐メチル‐１‐ペンチル、３‐メチル‐１‐ペンチル、４‐メチル‐１‐ペンチル、２‐メチル‐２‐ペンチル、３‐メチル‐２‐ペンチル、４‐メチル‐２‐ペンチル、２‐メチル‐３‐ペンチル、３‐メチル‐３‐ペンチル、２，２‐ジメチル‐１‐ブチル、２，３‐ジメチル‐１‐ブチル、３，３‐ジメチル‐１‐ブチル、２‐エチル‐１‐ブチル、２，３‐ジメチル‐２‐ブチル、３，３‐ジメチル‐２‐ブチル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、イコシル、ヘニコシル、ドコシル、トリコシル、テトラコシル、ペンタコシル、ヘキサコシル、ヘプタコシル、オクタコシル、ノナコシル、トリアコンチル、フェニルメチル（ベンジル）、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル、２‐フェニルエチル、３‐フェニルプロピル、シクロペンチルメチル、２‐シクロペンチルエチル、３‐シクロペンチルプロピル、シクロヘキシルメチル、２‐シクロヘキシルエチル、３‐シクロヘキシルプロピル、メトキシ、エトキシ、ホルミル、アセチル、またはＣnＦ2(n-a)+(1-b)Ｈ2a+b ここでｎ≦３０、０≦ａ≦ｎおよびｂ＝０または１（たとえば、ＣＦ3、Ｃ2Ｆ5、ＣＨ2ＣＨ2−Ｃ(n-2)Ｆ2(n-2)+1、Ｃ6Ｆ13、Ｃ8Ｆ17、Ｃ10Ｆ21、Ｃ12Ｆ25）などである;
Ｃ3〜Ｃ12−シクロアルキル、およびそのアリール置換、ヘテロアリール置換、シクロアルキル置換、ハロゲン置換、ヒドロキシ置換、アミノ置換 、カルボキシ置換、ホルミル置換、‐Ｏ‐置換、‐ＣＯ‐置換、またはＣＯ‐Ｏ‐置換成分、例えば、シクロペンチル、２‐メチル‐１‐シクロペンチル、３‐メチル‐１‐シクロペンチル、シクロヘキシル、２‐メチル‐１‐シクロヘキシル、３‐メチル‐１‐シクロヘキシル、４‐メチル‐１‐シクロヘキシル、またはＣnＦ2(n-a)-(1-b)Ｈ2a-b ここでｎ≦０、０≦ａ≦ｎおよびｂ＝０または１；
Ｃ2〜Ｃ30−アルケニル、およびそのアリール置換、ヘテロアリール置換、シクロアルキル置換、ハロゲン置換、ヒドロキシ置換、アミノ置換 、カルボキシ置換、ホルミル置換、‐Ｏ‐置換、‐ＣＯ‐置換、またはＣＯ‐Ｏ‐置換成分、例えば、２‐プロペニル、３‐ブテニル、シス‐２‐ブテニル、トランス‐２‐ブテニルまたはＣnＦ2(n-a)-(1-b)Ｈ2a-b ここでｎ≦３０、０≦ａ≦ｎおよびｂ＝０または１；
Ｃ3〜Ｃ12−シクロアルケニル、およびそのアリール置換、ヘテロアリール置換、シクロアルキル置換、ハロゲン置換、ヒドロキシ置換、アミノ置換 、カルボキシ置換、ホルミル置換、‐Ｏ‐置換、‐ＣＯ‐置換、またはＣＯ‐Ｏ‐置換成分、例えば、３‐シクロペンテニル、２‐シクロへキセニル、３‐シクロへキセニル、２，５‐シクロへキサジニルまたはＣnＦ2(n-a)-3(1-b)Ｈ2a-3b ここでｎ≦０、０≦ａ≦ｎおよびｂ＝０または１；そして
２〜３０個の炭素原子を持つアリールまたはヘテロアリール、およびそのアルキル置換、アリール置換、ヘテロアリール置換、シクロアルキル置換、ハロゲン置換、ヒドロキシ置換、アミノ置換 、カルボキシ置換、ホルミル置換、‐Ｏ‐置換、‐ＣＯ‐置換、またはＣＯ‐Ｏ‐置換成分、例えば、フェニル、２‐メチル‐フェニル（２‐トリル）、３‐メチル‐フェニル（３‐トリル）、４‐メチル‐フェニル、２‐エチル‐フェニル、３‐エチル‐フェニル、４‐エチル‐フェニル、２，３‐ジメチル‐フェニル、２，４‐ジメチル‐フェニル、２，５‐ジメチル‐フェニル、２，６‐ジメチル‐フェニル、３，４‐ジメチル‐フェニル、３，５‐ジメチル‐フェニル、４‐フェニル‐フェニル、１‐ナフチル、２‐ナフチル、１‐ピロリル、２‐ピロリル、３‐ピロリル、２‐ピリジニル、４‐ピリジニル、またはＣ6Ｆ(5-a)Ｈaここで０≦ａ≦５。
ここでＲk、Ｒm、Ｒn、Ｒoの組み合わせは互いに直接またはＣ１〜Ｃ４を介して結合しており、Ｃ１〜Ｃ４は必要に応じて置換されていてもよい。これにより、飽和環、不飽和環、または共役不飽和環が形成され得る。
【００２３】
イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、イオン性液体は一般式［Ｑ+]a[Ａa-]を満たし、ここでａ−の電荷を有する［Ａa-］は以下からなる群から選択される；
ジアルキルケトン、ジアルキル‐１，３‐ジケトン、アルキル‐β‐ケトエステル、末端アルキン類、線状または環状１，３‐チオエーテル、ホスホン酸ジアルキル、ジアルキルマロン酸エステル、β‐シアノカルボン酸およびそのアルキルエステル、β‐アルコキシ炭酸およびそのアルキルエステル、β‐シアノニトリル、シクロペンタジン（必要に応じて置換される）、トリアルキルイミン、ジアルキルイミン、ジアリールケトン、アルキル‐アリール‐ケトン、ジアリール‐１，３‐ジケトン、アルキル‐アリール‐１,３‐ジケトン、β‐アリールオキシ炭酸およびそのアルキルエステル、アリール‐β‐ケトエステル、ジアリールホスホン酸、アルキル‐アリール‐ホスホン酸、ジアリールマロン酸エステル、アルキル‐アリール‐マロン酸エステル、β‐シアノカルボン酸アリールエステルならびにアリールイミン類。
【００２４】
イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、イオン性液体は一般式［Ｑ+]a[Ａa-]を満たし、ここで［Ａa-］は以下からなる群から選択される化合物の脱プロトン化によって形成されるカルボアニオンである；
アセト酢酸エステル、マロン酸モノニトリル、マロン酸ジメチルエステル、マロン酸ジエチルエステル、アセチルアセトン、マロン酸ジニトリル、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、ジブチルケトン、１，３‐ジチアン、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、およびブチルアルデヒド。
【００２５】
イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、イオン性液体は一般式［Ｑ+]a[Ａa-]を満たし、ここで［Ａa-］はカルボアニオンであり、［Ｑ］+は４級のアンモニウム陽イオン［Ｒ1'Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｎ］+、ホスホニウム［Ｒ1'Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｐ］+、スルホニウム［Ｒ1'Ｒ1Ｒ2Ｓ］+でおよびヘテロ芳香族陽イオンからなる群のうちの一つである。特に、カルボアニオンは以下からなる群のある化合物の脱プロトン化により形成され得る；
アセト酢酸エステル、マロン酸モノニトリル、マロン酸ジメチルエステル、マロン酸ジエチルエステル、アセチルアセトン、マロン酸ジニトリル、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、ジブチルケトン、１，３‐ジチアン、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、およびブチルアルデヒド。
【００２６】
特に：
Ｒ1、Ｒ1'、Ｒ2、Ｒ3は、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリールまたはヘテロアリールであり、それぞれ置換されていてもよく、または、
Ｒ1、Ｒ1'、Ｒ2、Ｒ3の２つの部分は、それらが結合しているヘテロ原子とともに環を形成し得る。環は飽和、不飽和、置換または非置換型である。鎖はＯ、Ｓ、ＮＨまたはＮ‐Ｃ1‐Ｃ4‐アルキルからなる群のうちの一つ以上のヘテロ原子に割り込まれ得る。
【００２７】
ヘテロ芳香族陽イオンは少なくとも一つのＮと必要に応じて一つのＯおよび／または１つのＳを含む５または６員環であり得る。ヘテロ芳香族陽イオンは置換、非置換、あるいは、環付加（annelated）されている。好ましくは、ヘテロ芳香族陽イオンは以下からなる群から選択される。
【００２８】
【化３】
2016013551.tif 000005
【００２９】
【化４】
2016013551.tif 000006
【００３０】
ここでＲ部分は以下のうちの１つであり得る；
Ｒ  水素、Ｃ1‐Ｃ30‐アルキル、Ｃ3‐Ｃ12‐シクロアルキル、Ｃ2‐Ｃ30‐アルケニル、Ｃ3‐Ｃ12‐シクロアルケニル、Ｃ2‐Ｃ30‐アルキニル、アリールまたはヘテロアリール、ここで後者の７成分は一以上のハロゲン化部分および／または以下からなる群から選択される１〜３の部分を有し得る：Ｃ1‐Ｃ6‐アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ3‐Ｃ7‐シクロアルキル、ハロゲン、ＯＲc、ＳＲc、ＮＲcＲd、ＣＯＲc、ＣＯＯＲc、ＣＯ‐ＮＲcＲd、ここで、ＲcおよびＲdは水素、Ｃ1‐Ｃ6‐アルキル、Ｃ1‐Ｃ6‐ハロゲン化アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、トリル、またはベンジルである；
Ｒ1、Ｒ1'、Ｒ2、Ｒ3は、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリールまたはヘテロアリールであり得、それぞれ置換されていてもよく；または
Ｒ１、Ｒ１’、Ｒ２、Ｒ３の２つの部分は、それらが結合しているヘテロ原子とともに環を形成し得る。環は飽和、不飽和、置換、または非置換型であり得る。鎖はＯ、Ｓ、ＮＨまたはＮ‐Ｃ１‐Ｃ４‐アルキルからなる群のうちの一つ以上のヘテロ原子に割り込まれ得る。
【００３１】
Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、ニトロ、シアノ、ＯＲc、ＳＲc、ＮＲcＲd、ＣＯＲc、ＣＯＯＲc、ＣＯ‐ＮＲcＲd、Ｃ1‐Ｃ30‐アルキル、Ｃ3‐Ｃ12‐シクロアルキル、Ｃ2‐Ｃ30‐アルケニル、Ｃ3‐Ｃ12‐シクロアルケニル、アリールまたはヘテロアリールであり、ここで後者の６成分は１以上のハロゲン化部分および／または以下からなる群から選択される１〜３個の成分を有し得る；Ｃ1‐Ｃ6‐アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ3‐Ｃ7‐シクロアルキル、ハロゲン、ＯＲc、ＳＲc、ＮＲcＲd、ＣＯＲc、ＣＯＯＲc、ＣＯ‐ＮＲcＲd、ここで、Ｒc およびＲdＲdは、それぞれ独立して、水素、Ｃ1‐Ｃ6‐アルキル，Ｃ1‐Ｃ6‐ハロゲン化アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、トリル、またはベンジルであり得；または
Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8の２個の隣接する部分は、それらが結合する原子とともに、不飽和環または芳香環、不飽和環または飽和環を形成し、それぞれの部分で形成される鎖はＯ、Ｓ、ＮＨまたはＮ‐Ｃ1‐Ｃ4‐アルキルからなる群のうち１つ以上のヘテロ原子に割り込まれ得る。
【００３２】
Ｒe、Ｒf、Ｒg、Ｒhは互いに独立して、Ｃ1‐Ｃ6‐アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ3‐Ｃ7‐シクロアルキル、ハロゲン、ＯＲc、ＳＲc、ＮＲcＲd、ＣＯＯＲc、ＣＯ‐ＮＲcＲd、またはＣＯＲcであり得、Ｒc、Ｒdはそれぞれ独立して、水素、Ｃ1‐Ｃ6‐アルキル、Ｃ1‐Ｃ6‐ハロゲン化アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、トリル、またはベンジルであり得；水素、Ｃ1‐Ｃ6‐アルキルが望ましく、特に水素またはＣ1‐Ｃ6‐アルキルが望ましい。
【００３３】
イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、非芳香族陽イオンは４級物質である。特に、４級物質は４級塩であり得る。あるいは、非芳香族陽イオンはプロトン化した塩基を含むか、またはプロトン化した塩基からなり得る。
【００３４】
イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、ガスは、以下からなる群のうちの１つである；Ｈ2Ｏ、ＨＣＮ、Ｈ2Ｓ、Ｈ2Ｓｅ、Ｈ2Ｔｅ、ＣＯ2、ＣＯ、ＣＳ2、ＣＯＳ、ＣＦ2Ｏ、ＣＦ2Ｓ、Ｏ3、ＮＯ、ＮＯ2、Ｎ2Ｏ、Ｎ2Ｏ3、ＮＯＣｌ、ＮＦ3、ＨＮＯ2、ＨＮＯ3、 ＲＣＯＲ'、ＲＣＯＨ、ＲＣＯＯＨ、ＣＦ3ＳＯ3Ｈ、ＣＦ3ＣＯＯＨ、ＲＣＯＯＲ’、ＲＯＨ、ＲＯＲ（テトラヒドロフランのような環状エーテルを含む）、ＲＳＨ、ＲＳＲ（テトラヒドロチオフェンのような環状チオエーテルを含む）、ＲＯＣｌ、ＲＯＢｒ、ＲＯＮＨ2、ＲＯＮＨＲ’、ＲＯＮＲ’Ｒ’’、ＲＳＯ2Ｃｌ、ＲＳＯ2Ｂｒ、ＲＯＣＮ、ＲＣＯＮ、ＲＣＮ、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ、ＳＯ2、ＳＯ3、ＮＨ3、ＮＨ2Ｒ、ＮＨＲ’Ｒ''、ＮＲ'Ｒ''Ｒ'''、ＰＨ3、ＰＨ2Ｒ、ＰＨＲ’Ｒ’’、ＰＲ’Ｒ’’Ｒ’’’、ＢＦ3、ＢＣｌ3、ＢＢｒ3、Ｂ2Ｈ6、ＢｒＦ3、ＣｌＦ3、ＣｌＦ5、ＣｌＣＮ、ＩＦ5、ＡｓＨ3、ＣＨ3Ｆ、ＣＨ3Ｃｌ、ＣＨ3Ｂｒ、ＣＨ3Ｉ、ＰＯＣｌ2、ＰＳＣｌ2、ＰＦ5、ＳＦ4、ＳＦ6、ＳＯ2Ｆ2、ＳＯ2Ｃｌ2、ＳＯＣｌ、Ｈ2Ｃ＝ＣＨＢｒ、Ｈ2Ｃ＝ＣＨＣｌおよび酸化エチレン。
【００３５】
一般的に、多重極子モーメントを有し、有害物質、刺激物または有毒物質（例えば、（強）酸類、（強）塩基類）として分類される全てのガスまたは蒸気は、本発明の典型的な実施形態による方法を用いて収着され得る。特に、収着処理は、吸入空気または呼気からこれらのガスや蒸気を除去するために用いられ得る。
【００３６】
イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、Ｒ、Ｒ'、Ｒ''およびＲ'''のうち少なくとも１つは、以下からなる群の中の一成分である；Ｃ１‐Ｃ８‐アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、およびヘテロアリール。特に、Ｒ、Ｒ'、Ｒ''およびＲ'''は部分的および／または独立して置換されている部分またはラジカルを示している。明確にする理由により本明細書では、Ｃ１‐Ｃ８‐アルキルという用語または類似の用語は、Ｃ１‐アルキル、Ｃ２‐アルキル、…Ｃ８‐アルキルまで、または類似の用語に対する短縮形であることに留意しなければならない。
【００３７】
イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、陰イオンは炭酸塩、アルキル炭酸塩、アリール炭酸塩、アルキル炭酸塩、カルボン酸塩、カルボアニオン、および／または芳香族化合物を含んでいる。特に、炭酸塩は、例えばアルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩、４級テトラアルキルアンモニウム炭酸塩、４級テトラアルキルホスホニウム炭酸塩、炭酸水素塩および／またはアリール炭酸塩であり得る。特に、アリール炭酸塩は、例えばフェニル炭酸塩またはベンジル炭酸塩であり得る。
【００３８】
イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、陰イオンは少なくとも１つの極性基を含んでいる。
【００３９】
特に、極性基は酢酸塩、スルホン酸塩、硫酸塩、炭酸塩および／またはマロン酸塩化合物によって形成され得る。さらに、陰イオンは極性であり得ることに留意しなければならない。特に、陰イオンは、高い電荷密度を持つ小さなイオンによって、または高い電荷密度を持つヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｎ、Ｆ）の官能基を持つイオンによって形成され得る。
【００４０】
イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、陽イオンは、以下からなる群の中の４級またはプロトン化した陽イオンである；アンモニウム、ホスホニウム、スルホニウム、ピペリジニウム、ピロロリジニウム、およびモルホリニウム。
【００４１】
イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、陽イオンは、以下からなる群の中の１つである；トリアルキルメチルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、トリブチルメチルアンモニウム、およびトリオクチルメチルアンモニウム、トリアルキルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、およびトリオクチルアンモニウム。特に、トリアルキルメチルアンモニウムはＣ１‐Ｃ１０‐トリアルキルメチルアンモニウムであり得る。
【００４２】
イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、陽イオンは、以下からなる群の中の１つである；テトラメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、トリブチルメチルアンモニウム、およびトリオクチルメチルアンモニウム。
【００４３】
イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、陰イオンは［ＲＣＯ2-］の形式で表記されることができる。ここで、［ＲＣＯ2-］は以下からなる群の中の１つである；カルボン酸塩、ホルミエート（formiate）、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、安息香酸塩、およびサリチル酸塩。
【００４４】
イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、陰イオンは［ＲＣＯ2-］の形式で表記されることができる。ここで、［ＲＣＯ2-］はカルボン酸塩であり、Ｒは以下からなる群の中のラジカルである；Ｃ１‐Ｃ３０‐アルキル、Ｃ３‐Ｃ１２‐シクロアルキル、Ｃ２‐Ｃ３０‐アルケニル、Ｃ３‐Ｃ１２‐シクロアルケニル、Ｃ２‐Ｃ３０‐アルキニル、アリールおよびヘテロアリール。特に成分またはラジカルＲは１つ以上のハロゲンラジカルであるか、これを含み得る。
【００４５】
イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、陰イオンは［ＲＣＯ2-］の形式で表記されることができる。ここで、［ＲＣＯ2-］はカルボン酸塩であり、Ｒはからなる群の中の１個から３個のラジカルを表す；Ｃ１‐Ｃ６‐アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３‐Ｃ７‐シクロアルキル、ハロゲン、シアン化物、ＯＲｃ、ＳＲｃ、ＮＲｃＲｄ、ＣＯＲｃ、ＣＯＯＲｃ、ＣＯ‐ＮＲｃＲｄ、ここでＲｃおよび／またはＲｄは以下からなる群の１つである；水素、Ｃ１‐Ｃ６‐アルキル，Ｃ１‐Ｃ６‐ハロゲン化アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、トリル、およびベンジル。
【００４６】
イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、ガスはＣＯ2である。
【００４７】
要約すると、イオン性液体の使用方法の典型的な実施形態によると、電気多重極子モーメントを有するガスを収着するための、非芳香族陽イオンを持つイオン性液体を使用する使用方法が提供される。特に、ガスはＣＯ2であり得、一方イオン性液体は、溶解温度が２００℃未満、望ましくは１００℃未満の有機塩である。有機塩は一般式［Ｋ+］［ＲＣＯ2］の構造を持つ４級塩であり得る。記載された使用方法は、ＣＯ2が主要なもしくは２番目の成分かどうか、処理ガスであるかまたは作用媒体であるかどうかということに関係なく、特にＣＯ2が純粋な物質として、またはガスまたは蒸気の混合物から除去される全ての処理に有効である。いくつかの典型的な用途は、作用媒体としてイオン性液体／ＣＯ2を基にした熱ポンプまたは冷蔵装置における使用、または回復ガス、合成ガス、水ガス、吸入空気、呼気からのＣＯ2の除去であり得る。吸入空気／呼気からの除去は、イオン性液体が大気に蒸発しないためイオン性液体が有利であるとすると、特に宇宙空間、海底、または蒸気圧が非常に低い設備工学の分野で非常に有効となり得る。さらに、ＣＯ2を選択的に除去し、水または水蒸気を除去しないイオン性液体の使用が可能となり得る。つまり、疎水性のイオン性液体が用いられ得る。別の可能な用途は、ＣＯ2の精製および／またはＣＯ2の非圧縮の貯蓄であり得る。なぜならば、イオン性液体は、熱、電磁波、超音波によって、または双極子溶媒（例えば、水、アルコールなど）の添加によって壊される複合体結合を、４重極子ＣＯ2とともに形成するためである。一般的に多重極子モーメントを有し、有害物質、刺激物または有毒物質（例えば、（強）酸類、（強）塩基類）として分類される全ての気体または蒸気は、本発明の典型的な実施形態による方法を用いて収着され得る。特に、収着処理は、例えば呼吸に適した空気の精製のために、吸入または吐き出される空気からこれらのガスや蒸気を除去するために用いられ得る。
【００４８】
本発明の上記で規定される態様およびさらなる態様は、以下で記述されている実施形態の例により明らかであり、これらの実施形態の例を参照して説明されている。１つの典型的な実施形態または典型的な態様に関連して記述されている特徴は、他の典型的な実施形態または他の典型的な態様とも組み合わされ得ることに留意しなければならない。
【００４９】
〔図面の簡単な説明〕
本発明は、以下で、実施形態の例を参照して、より詳細に記述されているが、本発明はその例に限定されない。
図１は、熱ポンプを概要的に図示している。
図２は、ガス収着測定のための試験構成を概略的に図示している。
図３は、平衡曲線測定のための試験構成を概略的に図示している。
図４は、モノエタノールアミンの平衡曲線を図示している。
図５は、コリン炭酸塩の平衡曲線を図示している。
【００５０】
〔発明を実施するための形態〕
図面における図は概略である。
【００５１】
図１は典型的な一実施形態に係る処理に使用され得る熱ポンプを示している。つまり、ＣＯ2と、非芳香族イオン性液体を含むイオン性液体とを含有する作用媒体の組み合わせに基づく処理であり得る。
【００５２】
特に、図１は吸収体１０１を持つ熱ポンプ１００を示しており、作用溶液の組み合わせ、例えばＣＯ2およびイオン性液体を含有している。ここでイオン性液体は収着剤として働き、ＣＯ2はソーバット（sorbat）である。混合物はポンプ１０２を介して熱交換体１０３ａに移行し、混合物は熱を吸収するか、または放出する。熱交換体の後、混合物は沈殿器１０４に移行し、ここで、混合物を収着剤豊富相とソーバット豊富相とに少なくとも部分的に分離する分離が行われる。ソーバント（sorbant）豊富相は、移行容器、第２の熱交換体１０３ｂおよび絞り弁１０５ａへ移行し、蒸発装置１０６に移行する。蒸発装置１０６では、ソーバットは少なくとも部分的にソーバット豊富相の中から蒸発し、吸収体１０１に再導入される。必要に応じて、ソーバット豊富相は、吸収体に導入される前に、別の熱交換体（例えば、熱交換体１０３ｂ）を通過してもよい。吸着剤豊富相は、吸収体１００の圧力レベルに戻される第２の絞り弁１０５ｂを介して、沈殿器１０４から吸収体１０１に移行する。必要に応じて、吸着剤豊富相は、第２の絞り弁１０５ｂに導入される前に、別の熱交換体（例えば、熱交換体１０３ａ）を通過してもよい。
【００５３】
記述の熱交換体は本発明の典型的な実施形態における使用方法を用いた装置の単なる一例である。複数の実施形態は当業者にとって明らかになり得る。例えば非芳香族陽イオンを持つイオン性液体は、開放型装置すなわち、電気多重極子モーメントを有するガスの収着を可能にするために、閉回路においてイオン性液体を持たない装置に用いられ得る。
【００５４】
以下のいくつかの実験結果はイオン性液体のＣＯ2吸着能を示すものである。
【００５５】
図２は、２５℃から８０℃の範囲で選択される一定温度を供給する熱貯蓄槽として用いられる、流体槽２００を概略的に示している。約２０ｍＬの容量の容器または瓶２０１は、槽中に設置され、瓶には環境圧（例えば、約１０００ｈＰａである大気圧）の分圧のＣＯ2が充填されている。さらに、ＣＯ2収着流体は瓶に注入される２０２。ＣＯ2の収着はコンピューターに接続されているデジタルマノメーター２０３によって瓶中の圧力の減少を測定することにより決定されている。減圧の速度は反応キネティクスの指標であり、総減圧は総ＣＯ2収着量の指標である。試験は２５℃および８０℃の２点の温度で行われた。ここで、これは流体のＣＯ2放出能の評価の指標であるので、高い温度の方においてＣＯ2量がより少ないことが望ましい。試験として、いくつかのイオン性液体が注入され、参照試料と比較された。ここでは、モノエタノールアミンの水溶液（３０％）が用いられている。特に、結果として生じるパラメーターは、一定の換算圧力（すなわち、瓶中に達する圧力）および設定温度における平衡濃度であった。ここで、結果はｍｏｌカ゛ス／ｍｏｌILで計算された。ここで、添字のガスとはＣＯ2を示し、添字のＩＬとはイオン性液体を示している。平衡濃度は以下の式で計算された；
【００５６】
【数１】
2016013551.tif 000007
【００５７】
ここで０．０２１４５は瓶の容量であり、８３．１４５は使用したユニットにおけるガス定数である。
【００５８】
以下の結果が得られた。
【００５９】
【表１】
2016013551.tif 000008
【００６０】
ここでＴＢＭＰはトリブチルメチルホスホニウム、ＴＥＭＡはトリエチルメチルアンモニウム、ＴＯＭＡはトリオクチルメチルアンモニウム、およびＭＥＡはモノエタノールアミンを示している。
【００６１】
上記に見られるように、酢酸陰イオンは高いＣＯ2収着に関与しているが、同じような収着量は異なる構造を持つ陽イオンによっても得られ得る。
【００６２】
図３は平衡曲線を測定する試験構成３００を概略的に図示している。特に、図３は３つの容器３０１、３０２および３０３を備えている平衡セルを示している。ガス（例えば、ＣＯ2）および収着流体の間の良好な質量移行を保障するために、各容器はそれぞれのフリットによって閉じられている。容器は逆止め弁を有する柔軟なプラスチック管３０４および３０５によって相互に結合されている。これらの容器は、電熱器３０７を用いて調節され得る一定温度を保証する熱貯蓄槽３０６に配置されている。熱貯蓄槽は温度調節を容易にするために、覆いまたは蓋３０８によって覆われている。シリカゲルを含むコンテナまたはコンデンサー３０９が平衡セルの下流に導入されている。ここでシリカゲルは、後に解析される生成されたガスを乾燥するために用いられる。さらに、平衡セルに対する投入量または体積はロータメーター３１０を用いることによって調節される。
【００６３】
図４は、モノエタノールアミンの平衡曲線を図示している。特に、図４は、６０℃および８０℃におけるモノエタノールアミンの水溶液（３０％）に関するＣＯ2導入に対する分圧ｐCO2を示している。それぞれの温度で、それぞれの曲線は測定に基づき近似され、ここで、第１の曲線４０１は８０℃の平衡曲線を近似し、４０２は６０℃の平衡曲線を近似している。ＭＥＡに関して得られた値は文献で出版されているデータであり、専門家に知られているデータと類似している。
【００６４】
図５はコリン炭酸塩の平衡曲線を図示している。特に、図５は６種の異なる温度４０℃、６０℃、８０℃、９０℃、１００℃および１１０℃におけるコリン炭酸塩水溶液（６０％）に関するＣＯ2導入に対する分圧ｐCO2を示している。さらに、異なる温度に関し、測定値に対するフィットが同様に図５に示されている。特に、グラフ５０１は４０℃に対するフィット、グラフ５０２は６０℃に対するフィット、グラフ５０３は８０℃に対するフィット、グラフ５０４は９０℃に対するフィット、グラフ５０１は１００℃に対するフィット、グラフ５０６は１１０℃に対するフィットを示している。
【００６５】
さらに、ＣＯ2の収着における水の影響を検討する実験が行われた。１０％の水を含有するＴＥＭＡ酢酸塩がイオン性液体として用いられた。ＴＥＭＡ酢酸塩は、４日間、８０℃の温度で６００ｈＰａの気圧を持つＣＯ2大気に導入された。一条件ではＴＥＭＡ酢酸塩に過剰の水を添加し、他の条件では全く水を添加しなかった。水を含む試料の水含量は１０％から３５％に増加した一方で、水のない試料では１０％から１５％しか増加しなかった。４日後、酸が２つの試料に添加された。これは、水なしの試料に泡またはガスの明確な生成を導く一方、水ありの試料では反応強度が小さかった。従って、水はイオン性液体のＣＯ2の収着を減少させ得る。
【００６６】
以下では、電気多重極子モーメントを有するガスの収着に、トリオクチルメチルアンモニウム（ＴＯＭＡ）−アセチル酢酸塩または−酢酸塩が用いられている２つの実施例が記述される。
【００６７】
実施例１：硫化水素の収着：
実験は室温および３３８ｈＰａの蒸気圧平衡で行われた。連なった瓶は２本の針を用いることによって１２０ｍＬの硫化水素で洗い流されている。針のうち１本は、１ｈＰａの分解能を有するマノメーターに接続されている。その後に、１ｍＬのＴＯＭＡ−酢酸塩が、針の一方を用いて瓶に注入される。ここでＴＯＭＡ−酢酸塩は、粘性を減らすためにヘアドライヤーで予備加熱された。磁石式の攪拌棒によって３０分間攪拌した後、６２２ｈＰａの圧力の一定の減少が観察された。この圧力減少は３３８ｈＰａの平衡圧における０．２６ｍｏｌH2S／ｍｏｌILのモル比に対応している。比較として、モノエタノールアミンの３０％水溶液は同じ条件で、３０９ｈＰａの平衡圧における０．１１ｍｏｌH2S／ｍｏｌLのモル比に対応している６５１ｈＰａの減圧をもたらしている。
【００６８】
実施例２：二酸化炭素の収着：
実験は室温および５２３ｈＰａの蒸気圧平衡で行われた。連なった瓶は２本の針を用いることによって１２０ｍＬの硫化水素で洗い流されている。針のうち１本は１ｈＰａの分解能を有するマノメーターに接続されている。その後に、１ｍＬのＴＯＭＡ−アセチルアセトネートが、針の一方を用いて瓶に注入される。ここでＴＯＭＡ−アセチルアセトネートは粘性を減らすためにヘアドライヤーで予備加熱された。磁石式の攪拌棒によって３０分間攪拌した後、４３７ｈＰａの圧力の一定の減少が観察された。この圧力減少は５２３ｈＰａの平衡圧における０．１８ｍｏｌCO2／ｍｏｌILのモル比に対応している。比較として、モノエタノールアミンの３０％水溶液は、同じ条件で２９０ｈＰａの平衡圧における０．１２ｍｏｌCO2／ｍｏｌLのモル比に対応している６７０ｈＰaの減圧をもたらしている。
【００６９】
最後に、本発明は上記記載の実施形態に制限するものではなく、当業者は、添付の特許請求の範囲によって規定された本発明の範囲から外れることなく、多くの他の実施形態を設計することが可能であろう。特許請求の範囲において、いかなるカッコ内の引用符号も特許請求の範囲を制限するものとして解釈されない。「含んでいる」および「含む」のような言葉は、全体として、如何なる請求項または明細書で列記されている以外の構成要素または工程の存在を排除するものではない。構成要素の単数での引用は、複数のその構成要素の複数での引用を排除するものではなく、逆もまた同様である。いくつかの手段を列挙している装置の請求項において、これらの手段のいくつかは、ソフトウェアまたはハードウェアの一つかつ同一の項目によって具現化されてもよい。特定の測定が相互に異なる従属請求項で記述されているに過ぎないという事実は、これらの測定の組み合わせは有利に用いられることができないことを示しているものではない。
【００７０】
また、本発明は、以下の［１］〜［２２］に記載の態様を含み得る。
［１］電気多重極子モーメントを有するガスの収着のためのイオン性液体の使用方法であって、イオン性液体が陰イオンおよび非芳香族陽イオンを含むことを特徴とするイオン性液体の使用方法。
［２］上記非芳香族陽イオンは脂肪族陽イオンであることを特徴とする［１］に記載のイオン性液体の使用方法。
［３］上記非芳香族陽イオンは４級物質であることを特徴とする［１］または［２］に記載のイオン性液体の使用方法。
［４］上記ガスは以下からなる群の中の１つであることを特徴とする［１］〜［３］のいずれか１つに記載のイオン性液体の使用方法；Ｈ2Ｏ、ＨＣＮ、Ｈ2Ｓ、Ｈ2Ｓｅ、Ｈ2Ｔｅ、ＣＯ2、ＣＯ、ＣＳ2、ＣＯＳ、ＣＦ2Ｏ、ＣＦ2Ｓ、Ｏ3、ＮＯ、ＮＯ2、Ｎ2Ｏ、Ｎ2Ｏ3、ＮＯＣｌ、ＮＦ3、ＨＮＯ2、ＨＮＯ3、 ＲＣＯＲ、ＲＣＯＨ、ＲＣＯＯＨ、ＣＦ3ＳＯ3Ｈ、ＣＦ3ＣＯＯＨ、ＲＣＯＯＲ’、ＲＯＨ、ＲＯＲ、ＲＳＨ、ＲＳＲ、ＲＯＣｌ、ＲＯＢｒ、ＲＯＮＨ2、ＲＯＮＨＲ’、ＲＯＮＲ’Ｒ’’、ＲＳＯ2Ｃｌ、ＲＳＯ2Ｂｒ、ＲＯＣＮ、ＲＣＯＮ、ＲＣＮ、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ、ＳＯ2、ＳＯ3、ＮＨ3、ＮＨ2Ｒ、ＮＨＲ’Ｒ''、ＮＲ'Ｒ''Ｒ'''、ＰＨ3、ＰＨ2Ｒ、ＰＨＲ’Ｒ’’、ＰＲ’Ｒ’’Ｒ’’’、ＢＦ3、ＢＣｌ3、ＢＢｒ3、Ｂ2Ｈ6、ＢｒＦ3、ＣｌＦ3、ＣｌＦ5、ＣｌＣＮ、ＩＦ5、ＡｓＨ3、ＣＨ3Ｆ、ＣＨ3Ｃｌ、ＣＨ3Ｂｒ、ＣＨ3Ｉ、ＰＯＣｌ2、ＰＳＣｌ2、ＰＦ5、ＳＦ4、ＳＦ6、ＳＯ2Ｆ2、ＳＯ2Ｃｌ2、ＳＯＣｌ、Ｈ2Ｃ＝ＣＨＢｒ、Ｈ2Ｃ＝ＣＨＣｌおよび酸化エチレン。
［５］Ｒ、Ｒ'、Ｒ''およびＲ'''のうち少なくとも１つは、Ｃ１‐Ｃ８‐アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリールおよびヘテロアリールからなる群の中の１成分であることを特徴とする［４］に記載のイオン性液体の使用方法。
［６］上記陰イオンは炭酸塩、アルキル炭酸塩、アリール炭酸塩、カルボン酸塩、カルボアニオン、および／または芳香族化合物を含むことを特徴とする［１］〜［５］のいずれか１つに記載のイオン性液体の使用方法。
［７］上記イオン性液体は一般式［Ｑ+］［Ａ-］を満たし、上記陰イオンは以下に示す構造の１つで記述できることを特徴とする［１］〜［６］のいずれか１つに記載のイオン性液体の使用方法。
【００７１】
【化５】
2016013551.tif 000009
【００７２】
［８］上記イオン性液体は一般式［Ｑ+]a[Ａa-]を満たし、ａ−の電荷を持つ[Ａa-]は以下からなる群から選択されることを特徴とする［１］〜［６］のいずれか１つに記載のイオン性液体の使用方法；ジアルキルケトン、ジアルキル‐１，３‐ジケトン、アルキル‐β‐ケトエステル、末端アルキン類、線状または環状１，３‐チオエーテル、ホスホン酸ジアルキル、ジアルキルマロン酸エステル、β‐シアノカルボン酸およびそのアルキルエステル、β‐アルコキシ炭酸およびそのアルキルエステル、β‐シアノニトリル、シクロペンタジン、（必要に応じて置換されている）、トリアルキルイミン、ジアルキルイミン、ジアリールケトン、アルキル−アリール−ケトン、ジアリール−１，３‐ジケトン、アルキル‐アリール−１、３‐ジケトン、β‐アリールオキシ炭酸およびそのアルキルエステル、アリール−β‐ケトエステル、ホスホン酸ジアリール、アルキル‐アリール−ホスホン酸、ジアリールマロン酸エステル、アルキル‐アリール−マロン酸エステル、β‐シアノカルボン酸アリールエステルならびにアリールイミン。
［９］上記イオン性液体は一般式［Ｑ+]a[Ａa-]を満たし、[Ａa-]は以下からなる群の中のある化合物を脱プロトン化することによって形成されるカルボアニオンであることを特徴とする［１］〜［６］のいずれか１つに記載のイオン性液体の使用方法；アセト酢酸エステル、マロン酸モノニトリル、マロン酸ジメチルエステル、マロン酸ジエチルエステル、アセチルアセトン、マロン酸ジニトリル、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、ジブチルケトン、１，３‐ジチアン、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロトンアルデヒドおよびブチルアルデヒド。
［１０］上記陰イオンは少なくとも１つの極性基を含んでいることを特徴とする［１］〜［９］のいずれか１項に記載のイオン性液体の使用方法。
［１１］上記陽イオンは、以下からなる群のうちのある４級またはプロトン化陽イオンであることを特徴とする［１］〜［１０］のいずれか１つに記載のイオン性液体の使用方法；アンモニウム、ホスホニウム、スルホニウム、ピペリジニウム、ピロロリジニウムおよびモルホリニウム。
［１２］上記陽イオンは、以下からなる群のうちの１つであることを特徴とする［１］〜［１１］のいずれか１つに記載のイオン性液体の使用方法；トリアルキルメチルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、トリブチルメチルアンモニウム、トリオクチルメチルアンモニウム、トリアルキルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリブチルアンモニウムおよびトリオクチルアンモニウム。
［１３］上記陽イオンは、以下からなる群のうちの１つであることを特徴とする［１］１〜［１２］のいずれか１つに記載のイオン性液体の使用方法；テトラメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、トリブチルメチルアンモニウム、およびトリオクチルメチルアンモニウム。
［１４］上記陰イオンは［ＲＣＯ2-］の形式で表記することができ、［ＲＣＯ2-］は以下からなる群のうちの１つであることを特徴とする［１］〜［１３］のいずれか１つに記載のイオン性液体の使用方法；カルボン酸塩、ホルミエート、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、安息香酸塩およびサリチル酸塩。
［１５］上記陰イオンは［ＲＣＯ2-］の形式で表記することができ、［ＲＣＯ2-］は、Ｒが以下からなる群のうちのあるラジカルであるカルボン酸塩であることを特徴とする［１］〜［１４］のいずれか１つに記載のイオン性液体の使用方法；Ｃ１‐Ｃ３０‐アルキル、Ｃ３‐Ｃ１２‐シクロアルキル、Ｃ２‐Ｃ３０‐アルケニル、Ｃ３‐Ｃ１２‐シクロアルケニル、Ｃ２‐Ｃ３０‐アルキニル、アリールおよびヘテロアリール。
［１６］上記陰イオンは［ＲＣＯ2-］の形式で表記することができ、［ＲＣＯ2-］は、Ｒが以下からなる群のうちの１個から３個のラジカルを表すカルボン酸塩であることを特徴とする［１］〜［１５］のいずれか１つに記載のイオン性液体の使用方法；Ｃ１‐Ｃ６‐アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３‐Ｃ７‐シクロアルキル、ハロゲン、シアン化物、ＯＲｃ、ＳＲｃ、ＮＲｃＲｄ、ＣＯＲｃ、ＣＯＯＲｃ、ＣＯ‐ＮＲｃＲｄ、ここでＲｃおよび／またはＲｄは以下からなる群の１つである；水素、Ｃ１‐Ｃ６‐アルキル，Ｃ１‐Ｃ６‐ハロゲン化アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、トリルおよびベンジル。
［１７］上記ガスはＣＯ2であることを特徴とする［１］〜［１６］のいずれか１項に記載のイオン性液体の使用方法。
［１８］ＣＯ2は以下からなる群の中から選択される媒体から収着されることを特徴とする［１７］に記載のイオン性液体の使用方法；回復ガス、合成ガス、水ガス、吸入空気、および呼気。
［１９］電気多重極子モーメントを有するガスの収着のための装置であって、
陰イオンおよび非芳香族陽イオンを含むイオン性液体の貯蓄槽を備えていることを特徴とする装置。
［２０］上記装置は熱ポンプであり、
作用媒体として、上記熱ポンプはＣＯ2を有する回路を備えており、上記イオン性液体は陰イオンおよび非芳香族陽イオンを含んでいることを特徴とする［１９］に記載の装置。
［２１］電気多重極子モーメントを有するガスの収着のためのイオン性液体の使用方法であって、上記イオン性液体はカルボアニオンおよび陽イオンを含むことを特徴とする使用方法。
［２２］上記イオン性液体は一般式［Ｑ+]a[Ａa-]を満たし、［Ｑ］+は４級のアンモニウム陽イオン［Ｒ1'Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｎ］+、ホスホニウム［Ｒ1'Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｐ］+、スルホニウム［Ｒ1'Ｒ1Ｒ2Ｓ］+およびヘテロ芳香族陽イオンからなる群のうちから選択されることを特徴とする［２１］に記載の使用方法。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】熱ポンプの概要図である。
【図２】ガス収着測定のための構成の概略図である。
【図３】平衡曲線測定のための構成の概略図である。
【図４】モノエタノールアミンの平衡曲線図である。
【図５】コリン炭酸塩の平衡曲線図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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