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公開番号2025047771
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-03
出願番号2023156470
出願日2023-09-21
発明の名称二酸化炭素分離用複合体
出願人三井化学株式会社,国立大学法人京都工芸繊維大学
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類B01D 69/10 20060101AFI20250326BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】二酸化炭素の透過速度を維持しつつ、二酸化炭素選択性に優れる二酸化炭素分離用複合体を提供する。
【解決手段】二酸化炭素分離機能層と支持体とを含み、支持体は、平均繊維径が1.5μm未満である繊維からなるメルトブローン不織布を含む二酸化炭素分離用複合体である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
二酸化炭素分離機能層と支持体とを含み、
前記支持体は、平均繊維径が１．５μｍ未満である繊維からなるメルトブローン不織布を含む、二酸化炭素分離用複合体。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
前記繊維の平均繊維径が０．３μｍ～１．２μｍである請求項１に記載の二酸化炭素分離用複合体。
【請求項３】
前記メルトブローン不織布の平均孔径が６．０μｍ未満である請求項１又は請求項２に記載の二酸化炭素分離用複合体。
【請求項４】
前記繊維が、プロピレン単独重合体を含む樹脂組成物からなる請求項１又は請求項２に記載の二酸化炭素分離用複合体。
【請求項５】
前記二酸化炭素分離機能層は、以下の（Ａ）又は（Ｂ）の一方を満たす請求項１又は請求項２に記載の二酸化炭素分離用複合体。
（Ａ）水溶性高分子と、下記式（１）で示されるアミン化合物、下記式（２）で示されるアミン化合物、及びポリエチレンポリアミン系化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種のアミン化合物と、を含む
（Ｂ）４－メチル－１－ペンテン系重合体を含む
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2025047771000009.jpg
26
94
［式（１）中、Ｒ
１
、Ｒ
３
及びＲ
３
は各々独立して、水素原子、炭素数１～４のアルキル基、又はヒドロキシエチル基を表す。］
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2025047771000010.jpg
20
94
［式（２）中、Ｒ
１
、Ｒ
３
及びＲ
３
は各々独立して、水素原子、又は炭素数１～４のアルキル基を表す。］
【請求項６】
前記二酸化炭素分離機能層は、下記（Ａ）を満たす請求項５に記載の二酸化炭素分離用複合体。
（Ａ）ポリビニルアルコールからなる水溶性高分子と、前記式（１）で示されるアミン化合物、前記式（２）で示されるアミン化合物、及びポリエチレンポリアミン系化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種のアミン化合物と、からなる。
【請求項７】
前記水溶性高分子の重量平均分子量が、２，０００～１，０００，０００である請求項５に記載の二酸化炭素分離用複合体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、二酸化炭素分離用複合体に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素の排出量増加による地球温暖化が問題となっており、排出量を削減する取組みが積極的に行われている。近年では、火力発電所、製鉄所高炉や化学プラント等の大規模な二酸化炭素排出源から排出される排ガスに含まれる二酸化炭素を回収する技術が注目されている。
【０００３】
従来、二酸化炭素回収技術として、化学吸収法や物理吸着法等の利用が進められてきたが、分離回収コストが高く、導入ハードルが高いのが現状である。
【０００４】
そこで近年、分離回収コストが低い膜分離法が注目されている。膜分離法は、膜内外の圧力差を駆動力とし、分離機能層と分離機能層を物理的に補強する支持体とを組み合わせた複合体で、二酸化炭素を選択的に透過して分離する方法である。
【０００５】
これまで、より効率的に二酸化炭素を分離するために、分離機能層の研究開発が積極的に行われてきた。しかしながら、二酸化炭素の透過速度と選択性とはトレードオフの関係であることが知られており、両性能をともに向上させることは困難であった（例えば、非特許文献１参照）。それ故、膜分離法は、未だ実用化に至った例はなく、米国ＭＴＲのＰｏｌａｒｉｓ（登録商標）がパイロット試験レベルに到達したに留まっている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００６】
また、二酸化炭素を分離する機能を有する分離機能層は、十分な二酸化炭素の透過速度を確保するために薄膜にする必要があり、単独で使用できる物理強度を有していない。従って、分離機能層は、ガス輸送抵抗が低く物理強度を担保できる多孔性基板である支持体と複合化した複合体として使用することが行われている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、ポリビニルアルコールポリアクリル酸塩共重合体水溶液にエポキシ架橋剤等を添加したゲル層を、ラジカル重合開始材を浸漬させた多孔膜へ塗布し、ＵＶ照射及びアニール処理を実施することで得られる複合体が記載されている。
【０００８】
例えば、特許文献２には、ポリビニルアルコールゲル膜にＮ－（２－アミノエチル）エタノールアミンを添加したゲル層を、多孔膜に担持させた高分子膜が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０１３－０２７８０６号公報
特開２０１８－１４４０２２号公報
【非特許文献】
【００１０】
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｍｂｒａｎｅＳｃｉｅｎｃｅ, ３２０（２００８), ３９０－４００
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｍｂｒａｎｅＳｃｉｅｎｃｅ, ３５９（２０１０), １２６－１３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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