特許 7698728 酸性ガス吸着材及び酸性ガス吸着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-06-17

(45)【発行日】2025-06-25

(54)【発明の名称】酸性ガス吸着材及び酸性ガス吸着装置

(51)【国際特許分類】

   B01J 20/26 20060101AFI20250618BHJP

   B01J 20/28 20060101ALI20250618BHJP

   B01J 20/34 20060101ALI20250618BHJP

   B01D 53/04 20060101ALI20250618BHJP

   B01J 20/30 20060101ALI20250618BHJP

   C01B 32/50 20170101ALI20250618BHJP

【ＦＩ】

B01J20/26 A

B01J20/28 Z

B01J20/34 H

B01D53/04 110

B01D53/04 220

B01J20/30

C01B32/50

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023555071

(86)(22)【出願日】2022-09-22

(86)【国際出願番号】 JP2022035487

(87)【国際公開番号】W WO2023063051

(87)【国際公開日】2023-04-20

【審査請求日】2025-02-28

(31)【優先権主張番号】P 2021169443

(32)【優先日】2021-10-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2021195086

(32)【優先日】2021-12-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003964

【氏名又は名称】日東電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004314

【氏名又は名称】弁理士法人青藍国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 克矩

(72)【発明者】

【氏名】上田 沙紀

(72)【発明者】

【氏名】山本 瑞木

【審査官】炭 喜達

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１０－５００１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５０９２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４７４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１６００９７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｊ ２０／００－２０／２８

Ｂ０１Ｊ ２０／３０－２０／３４

Ｂ０１Ｄ ５３／０２－５３／１２

Ｃ０１Ｂ ３２／００－３２／９９１

Ｂ３２Ｂ １／００－４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アミノ基を有するポリマーを含む酸性ガス吸着材であって、
前記酸性ガス吸着材における窒素元素の密度が１２．０ｍｍｏｌ／ｇよりも大きく、
前記酸性ガス吸着材の比表面積が０．５ｍ²／ｇ以上であり、
前記ポリマーのガラス転移温度が４０℃以下である、酸性ガス吸着材。

【請求項2】

８５℃１０％ＲＨの環境下で１００時間の加熱処理を行った場合に、吸着可能な二酸化炭素の量（ｍｍｏｌ／ｇ）の維持率Ｒ１が５０％以上である、請求項１に記載の酸性ガス吸着材。

【請求項3】

８５℃８５％ＲＨの環境下で１００時間の加熱処理を行った場合に、吸着可能な二酸化炭素の量（ｍｍｏｌ／ｇ）の維持率Ｒ２が５０％以上である、請求項１に記載の酸性ガス吸着材。

【請求項4】

前記ポリマーを主成分として含む、請求項１に記載の酸性ガス吸着材。

【請求項5】

前記ポリマーは、エポキシモノマーに由来する構成単位を含むアミンポリマーである、請求項１に記載の酸性ガス吸着材。

【請求項6】

前記アミンポリマーは、アミンモノマー及びエポキシモノマーを含むモノマー群の重合体Ｐ１、並びに、アミンプレポリマー及びエポキシモノマーを含む化合物群の反応物Ｐ２からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む、請求項５に記載の酸性ガス吸着材。

【請求項7】

前記アミンプレポリマーの重量平均分子量が３００以上である、請求項６に記載の酸性ガス吸着材。

【請求項8】

前記アミンプレポリマーがポリエチレンイミンを含む、請求項６に記載の酸性ガス吸着材。

【請求項9】

前記アミンモノマーが脂肪族アミンを含む、請求項６に記載の酸性ガス吸着材。

【請求項10】

前記エポキシモノマーのエポキシ当量が１５０ｇ／ｅｑ．以下である、請求項５に記載の酸性ガス吸着材。

【請求項11】

前記エポキシモノマーは、エーテル基を有する多官能エポキシ化合物を含む、請求項５に記載の酸性ガス吸着材。

【請求項12】

多孔質構造を有する、請求項１に記載の酸性ガス吸着材。

【請求項13】

ガス入口と、ガス出口とを有する吸着部を備え、
前記吸着部は、請求項１に記載の酸性ガス吸着材を収容している、酸性ガス吸着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、酸性ガス吸着材及び酸性ガス吸着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、大気中における二酸化炭素の量を低減するために、二酸化炭素回収・貯留（ＣＣＳ：Carbon capture and storage）や二酸化炭素回収・利用（ＣＣＵ：Carbon capture and utilization）が検討されている。ＣＣＳやＣＣＵでは、大気から二酸化炭素を分離することによって、二酸化炭素の回収が行われることがある。

【0003】

二酸化炭素などの酸性ガスを大気から分離する方法として、酸性ガスを吸着材に吸着させて分離する吸着法が開発されている。吸着法で利用される吸着材は、例えば、大気と接触することによって、酸性ガスを吸着できる。

【0004】

吸着材の材料としては、例えば、酸性ガスを吸着する機能を有するアミン化合物が挙げられる。一例として、特許文献１には、吸着材として、アミノ基が導入されたフィブリル化セルロースが開示されている。特許文献２には、メソポーラス材料の孔の内部にアミノ基が導入された吸着材が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開第２０１７／００９２４１号

【文献】米国特許第７７６７００４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

比較的温和な条件で、酸性ガスの吸着及び脱離を行うことに適した酸性ガス吸着材が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、
アミノ基を有するポリマーを含む酸性ガス吸着材であって、
前記酸性ガス吸着材における窒素元素の密度が１２．０ｍｍｏｌ／ｇよりも大きく、
下記の吸着試験Ａ１を行った場合に、二酸化炭素の吸着量ａ１が０．３５ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、
下記の脱離試験Ｂ１を行った場合に、二酸化炭素の脱離量ｂ１が０．２ｍｍｏｌ／ｇ以上である、酸性ガス吸着材を提供する。
吸着試験Ａ１：二酸化炭素、窒素及び水蒸気から構成された混合ガスを、前記酸性ガス吸着材が収容された容器内に１５時間送り続ける。ここで、前記混合ガスにおける前記二酸化炭素の濃度が４００ｖｏｌｐｐｍであり、前記混合ガスは、温度が２３℃であり、湿度が５０％ＲＨである。
脱離試験Ｂ１：前記混合ガスを前記容器内に送り続けつつ、前記吸着試験Ａ１を行った後の前記酸性ガス吸着材について、５０℃で１．５時間加熱する。

【0008】

さらに本発明は、
アミノ基を有するポリマーを含む酸性ガス吸着材であって、
前記酸性ガス吸着材における窒素元素の密度が１２．０ｍｍｏｌ／ｇよりも大きく、
前記酸性ガス吸着材の比表面積が０．５ｍ²／ｇ以上であり、
前記ポリマーのガラス転移温度が４０℃以下である、酸性ガス吸着材を提供する。

【0009】

さらに本発明は、
ガス入口と、ガス出口とを有する吸着部を備え、
前記吸着部は、上記の酸性ガス吸着材を収容している、酸性ガス吸着装置を提供する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、比較的温和な条件で、酸性ガスの吸着及び脱離を行うことに適した酸性ガス吸着材を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】酸性ガス吸着材による二酸化炭素の吸着量の測定方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の第１態様にかかる酸性ガス吸着材は、
アミノ基を有するポリマーを含む酸性ガス吸着材であって、
前記酸性ガス吸着材における窒素元素の密度が１２．０ｍｍｏｌ／ｇよりも大きく、
下記の吸着試験Ａ１を行った場合に、二酸化炭素の吸着量ａ１が０．３５ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、
下記の脱離試験Ｂ１を行った場合に、二酸化炭素の脱離量ｂ１が０．２ｍｍｏｌ／ｇ以上である。
吸着試験Ａ１：二酸化炭素、窒素及び水蒸気から構成された混合ガスを、前記酸性ガス吸着材が収容された容器内に１５時間送り続ける。ここで、前記混合ガスにおける前記二酸化炭素の濃度が４００ｖｏｌｐｐｍであり、前記混合ガスは、温度が２３℃であり、湿度が５０％ＲＨである。
脱離試験Ｂ１：前記混合ガスを前記容器内に送り続けつつ、前記吸着試験Ａ１を行った後の前記酸性ガス吸着材について、５０℃で１．５時間加熱する。

【0013】

本発明の第２態様において、例えば、第１態様にかかる酸性ガス吸着材では、前記吸着量ａ１（ｍｍｏｌ／ｇ）に対する前記脱離量ｂ１（ｍｍｏｌ／ｇ）の比率が５０％以上である。

【0014】

本発明の第３態様において、例えば、第１又は第２態様にかかる酸性ガス吸着材では、下記の脱離試験Ｂ２を行った場合に、二酸化炭素の脱離量ｂ２が０．２５ｍｍｏｌ／ｇ以上である。
脱離試験Ｂ２：前記混合ガスを前記容器内に送り続けつつ、前記吸着試験Ａ１を行った後の前記酸性ガス吸着材について、６５℃で１．５時間加熱する。

【0015】

本発明の第４態様において、例えば、第３態様にかかる酸性ガス吸着材では、前記吸着量ａ１（ｍｍｏｌ／ｇ）に対する前記脱離量ｂ２（ｍｍｏｌ／ｇ）の比率が７０％以上である。

【0016】

本発明の第５態様において、例えば、第１～第４態様のいずれか１つにかかる酸性ガス吸着材では、下記の吸着試験Ａ２を行った場合に、二酸化炭素の吸着量ａ２が０．０５ｍｍｏｌ／ｇ以上である。
吸着試験Ａ２：前記混合ガスを前記容器内に１時間送り続ける。

【0017】

本発明の第６態様において、例えば、第１～第５態様のいずれか１つにかかる酸性ガス吸着材では、下記の吸着試験Ａ３を行った場合に、二酸化炭素の吸着量ａ３が０．１ｍｍｏｌ／ｇ以上である。
吸着試験Ａ３：前記混合ガスを前記容器内に４時間送り続ける。

【0018】

本発明の第７態様において、例えば、第１～第６態様のいずれか１つにかかる酸性ガス吸着材では、前記ポリマーのガラス転移温度が４０℃以下である。

【0019】

本発明の第８態様において、例えば、第１～第７態様のいずれか１つにかかる酸性ガス吸着材では、比表面積が０．５ｍ²／ｇ以上である。

【0020】

本発明の第９態様にかかる酸性ガス吸着材は、
アミノ基を有するポリマーを含む酸性ガス吸着材であって、
前記酸性ガス吸着材における窒素元素の密度が１２．０ｍｍｏｌ／ｇよりも大きく、
前記酸性ガス吸着材の比表面積が０．５ｍ²／ｇ以上であり、
前記ポリマーのガラス転移温度が４０℃以下である。

【0021】

本発明の第１０態様において、例えば、第１～第９態様のいずれか１つにかかる酸性ガス吸着材は、８５℃１０％ＲＨの環境下で１００時間の加熱処理を行った場合に、吸着可能な二酸化炭素の量（ｍｍｏｌ／ｇ）の維持率Ｒ１が５０％以上である。

【0022】

本発明の第１１態様において、例えば、第１～第１０態様のいずれか１つにかかる酸性ガス吸着材は、８５℃８５％ＲＨの環境下で１００時間の加熱処理を行った場合に、吸着可能な二酸化炭素の量（ｍｍｏｌ／ｇ）の維持率Ｒ２が５０％以上である。

【0023】

本発明の第１２態様において、例えば、第１～第１１態様のいずれか１つにかかる酸性ガス吸着材は、前記ポリマーを主成分として含む。

【0024】

本発明の第１３態様において、例えば、第１～第１２態様のいずれか１つにかかる酸性ガス吸着材では、前記ポリマーは、エポキシモノマーに由来する構成単位を含むアミンポリマーである。

【0025】

本発明の第１４態様において、例えば、第１３態様にかかる酸性ガス吸着材では、前記アミンポリマーは、アミンモノマー及びエポキシモノマーを含むモノマー群の重合体Ｐ１、並びに、アミンプレポリマー及びエポキシモノマーを含む化合物群の反応物Ｐ２からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む。

【0026】

本発明の第１５態様において、例えば、第１４態様にかかる酸性ガス吸着材では、前記アミンプレポリマーの重量平均分子量が３００以上である。

【0027】

本発明の第１６態様において、例えば、第１４又は第１５態様にかかる酸性ガス吸着材では、前記アミンプレポリマーがポリエチレンイミンを含む。

【0028】

本発明の第１７態様において、例えば、第１４態様にかかる酸性ガス吸着材では、前記アミンモノマーが脂肪族アミンを含む。

【0029】

本発明の第１８態様において、例えば、第１３～第１７態様のいずれか１つにかかる酸性ガス吸着材では、前記エポキシモノマーのエポキシ当量が１５０ｇ／ｅｑ．以下である。

【0030】

本発明の第１９態様において、例えば、第１３～第１８態様のいずれか１つにかかる酸性ガス吸着材では、前記エポキシモノマーは、エーテル基を有する多官能エポキシ化合物を含む。

【0031】

本発明の第２０態様において、例えば、第１～第１９態様のいずれか１つにかかる酸性ガス吸着材は、多孔質構造を有する。

【0032】

本発明の第２１態様にかかる酸性ガス吸着装置は、
ガス入口と、ガス出口とを有する吸着部を備え、
前記吸着部は、第１～第２０態様のいずれか１つにかかる酸性ガス吸着材を収容している。

【0033】

以下、本発明の詳細を説明するが、以下の説明は、本発明を特定の実施形態に制限する趣旨ではない。

【0034】

本実施形態の酸性ガス吸着材は、アミノ基を有するポリマーＰを含む。酸性ガス吸着材における窒素元素の密度ｄは、１２．０ｍｍｏｌ／ｇよりも大きい。

【0035】

酸性ガス吸着材における窒素元素の密度ｄは、好ましくは１２．２ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、１２．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、１３．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、１３．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、１４．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、１４．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、１５．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、１５．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、１６．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、１６．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、１７．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、さらには１７．５ｍｍｏｌ／ｇ以上であってもよい。窒素元素の密度ｄが大きければ大きいほど、酸性ガス吸着材による酸性ガスの吸着量や酸性ガスを吸着する速度が大きい傾向がある。窒素元素の密度ｄの上限値は、特に限定されず、例えば３０ｍｍｏｌ／ｇであり、２０ｍｍｏｌ／ｇであってもよい。本明細書では、酸性ガス吸着材における窒素元素の密度ｄは、１ｇの酸性ガス吸着材に含まれる窒素元素の物質量を意味する。なお、酸性ガス吸着材に含まれる全ての窒素元素がアミノ基に由来する場合、窒素元素の密度ｄは、酸性ガス吸着材におけるアミノ基の密度とみなすことができる。

【0036】

窒素元素の密度ｄは、次の方法によって測定できる。まず、市販のＣＨＮ元素分析装置を用いて、酸性ガス吸着材に含まれる窒素元素の重量比率ｗ（ｗｔ％）を測定する。得られた結果に基づいて、下記式から窒素元素の密度ｄを算出することができる。
密度ｄ(mmol/g)=(重量比率ｗ(wt%)×1000)/(窒素の原子量×100)

【0037】

さらに、本実施形態の酸性ガス吸着材について、下記の吸着試験Ａ１を行った場合に、二酸化炭素の吸着量ａ１が０．３５ｍｍｏｌ／ｇ以上である。さらに、下記の脱離試験Ｂ１を行った場合に、二酸化炭素の脱離量ｂ１が０．２ｍｍｏｌ／ｇ以上である。
吸着試験Ａ１：二酸化炭素、窒素及び水蒸気から構成された混合ガスＧを、酸性ガス吸着材が収容された容器内に１５時間送り続ける。ここで、混合ガスＧにおける二酸化炭素の濃度が４００ｖｏｌｐｐｍであり、混合ガスＧは、温度が２３℃であり、湿度が５０％ＲＨである。
脱離試験Ｂ１：混合ガスＧを上記の容器内に送り続けつつ、吸着試験Ａ１を行った後の酸性ガス吸着材について、５０℃で１．５時間加熱する。

【0038】

（吸着試験及び脱離試験）
以下では、吸着試験Ａ１及び脱離試験Ｂ１の詳細について説明する。吸着試験Ａ１及び脱離試験Ｂ１は、例えば、図１に示す測定装置１０を用いて測定することができる。測定装置１０は、第１タンク３０及び第２タンク３１を備えている。一例として、第１タンク３０が乾燥状態の窒素を貯蔵し、第２タンク３１が、乾燥状態の窒素と乾燥状態の二酸化炭素との混合ガスを貯蔵している。第２タンク３１の混合ガスにおける二酸化炭素の濃度は、例えば、５ｖｏｌ％である。

【0039】

測定装置１０は、水７０を収容した第１容器４０と、第１タンク３０からの窒素を第１容器４０に送るための第１経路６０とをさらに備えている。第１経路６０は、第１タンク３０のガス出口に接続された一端と、第１容器４０の水７０中に配置された他端とを有する。第１タンク３０から第１容器４０に送られた窒素は、水７０と接触することによって加湿される。第１経路６０には、第１タンク３０から第１容器４０に送られる窒素の流量を調節するためのマスフローコントローラ３５が配置されている。

【0040】

測定装置１０は、第２容器４１、第２経路６２及びバイパス経路６１をさらに備えている。第２経路６２は、第１容器４０と第２容器４１とを接続している。第１容器４０に送られ、加湿された窒素は、第２経路６２を通じて、第２容器４１に送られる。バイパス経路６１は、第１タンク３０とマスフローコントローラ３５との間の位置において、第１経路６０から分岐し、第２経路６２に接続している。第１タンク３０から送られた窒素の一部は、バイパス経路６１に流入し、第２経路６２を通じて第２容器４１に送られる。バイパス経路６１には、第１タンク３０からバイパス経路６１に送られる窒素の流量を調節するためのマスフローコントローラ３６が配置されている。

【0041】

測定装置１０は、第２タンク３１からの混合ガスを第２経路６２に送るための第３経路６３をさらに備えている。第３経路６３は、第２タンク３１のガス出口に接続された一端と、第２経路６２に接続された他端とを有する。第３経路６３には、第２タンク３１から第２経路６２に送られる混合ガスの流量を調節するためのマスフローコントローラ３７が配置されている。第２経路６２に送られた混合ガスは、第２経路６２を通じて第２容器４１に送られる。

【0042】

測定装置１０は、第３容器４２及び第４経路６４をさらに備えている。第３容器４２は、水７１と、水７１中に配置された吸着部２１とを収容する。第３容器４２において、水７１の温度は、２３℃に維持される。吸着部２１は、ガス入口２２と、ガス出口２３とを有する。吸着部２１は、その内部に酸性ガス吸着材を収容する容器として機能する。吸着部２１は、水７１が内部に浸み込まないように構成されている。吸着部２１は、典型的には、疎水性の樹脂、例えばテトラフルオロエチレン－パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）などのフッ素樹脂、で構成されたチューブである。一例として、吸着部２１としてのチューブは、内径が４ｍｍであり、外径が６ｍｍである。吸着部２１は、測定装置１０に対して、着脱可能に構成されている。

【0043】

なお、測定装置１０は、吸着部２１を備えた酸性ガス吸着装置として用いることも可能である。本発明は、その別の側面から、ガス入口２２と、ガス出口２３とを有する吸着部２１を備え、吸着部２１は、酸性ガス吸着材を収容している、酸性ガス吸着装置２０を提供する。

【0044】

第４経路６４は、第２容器４１と第３容器４２とを接続している。詳細には、第４経路６４は、第３容器４２において、吸着部２１のガス入口２２に接続されている。第４経路６４には、吸着部２１に供給されるガスにおける二酸化炭素の濃度を測定するための第１濃度計５０が配置されている。第１濃度計５０としては、例えば、ＬＩ－ＣＯＲ社製のＣＯ₂／Ｈ₂Ｏガスアナライザー、ＬＩ－８５０－３を用いることができる。

【0045】

測定装置１０は、吸着部２１のガス出口２３に接続され、吸着部２１から測定装置１０の外部にガスを排出するための第５経路６５をさらに備えている。第５経路６５には、背圧弁５５及び第２濃度計５１が配置されている。背圧弁５５によって、吸着部２１内の圧力を一定の値に調整することができる。第２濃度計５１は、吸着部２１から排出されるガスにおける二酸化炭素の濃度を測定することができる。第２濃度計５１としては、例えば、ＬＩ－ＣＯＲ社製のＣＯ₂／Ｈ₂Ｏガスアナライザー、ＬＩ－８５０－３を用いることができる。

【0046】

測定装置１０の各経路は、例えば、金属製又は樹脂製の配管で構成されている。

【0047】

［前処理］
まず、酸性ガス吸着材を準備し、乾燥処理を行う。酸性ガス吸着材としては、後述する耐熱性試験や耐湿熱性試験を行う前のものを用いる。乾燥処理は、例えば、真空雰囲気下、６０℃の条件で酸性ガス吸着材を２時間以上処理することによって行われる。次に、露点約－６０℃のドライルーム内で、乾燥処理後の酸性ガス吸着材を吸着部２１に充填する。吸着部２１に充填される酸性ガス吸着材の重量は、例えば５０ｍｇである。次に、吸着部２１の両端に第４経路６４及び第５経路６５を接続し、吸着部２１を第３容器４２の水７１に浸漬させる。

【0048】

次に、測定装置１０の第１経路６０、第２経路６２、バイパス経路６１及び第３経路６３を通じて、第１タンク３０からの窒素、及び、第２タンク３１からの混合ガスを第２容器４１に供給する。第２容器４１内で、これらのガスが混合され、二酸化炭素、窒素及び水蒸気から構成された混合ガスＧが得られる。第２容器４１内では、混合ガスＧにおける二酸化炭素の濃度が４００ｖｏｌｐｐｍに調整される。混合ガスＧは、温度が２３℃であり、湿度が５０％ＲＨである。混合ガスＧは、第４経路６４を通じて、酸性ガス吸着材の重量に対して十分な流量、例えば、５０ｍｇの酸性ガス吸着材に対して３００ｍＬ／ｍｉｎの流量、で吸着部２１に供給される。吸着部２１内において、混合ガスＧの圧力は、背圧弁５５によって、例えば１０７ｋＰａに調節される。

【0049】

次に、混合ガスＧが吸着部２１に供給されている状態で、吸着部２１を第３容器４２から取り出し、吸着部２１を８０℃の湯浴（図示せず）に２時間以上浸漬させる。吸着部２１の湯浴への浸漬は、第１濃度計５０で測定された二酸化炭素の濃度と、第２濃度計５１で測定された二酸化炭素の濃度とが実質的に同じ値になるまで行う。これにより、吸着部２１内の酸性ガス吸着材について、前処理が完了する。

【0050】

［吸着試験］
次に、混合ガスＧが吸着部２１に供給されている状態で、吸着部２１を湯浴から取り出し、第３容器４２の水７１に浸漬させる。これにより、吸着部２１内の酸性ガス吸着材について、二酸化炭素の吸着試験（吸着試験Ａ１）を開始する。吸着試験は、開始してから１５時間経過するまで行う。詳細には、混合ガスＧを吸着部２１に１５時間送り続ける。吸着試験を１５時間行った場合、酸性ガス吸着材による二酸化炭素の吸着は、通常、平衡に達しているとみなすことができる。

【0051】

吸着試験Ａ１では、開始から１５時間までに酸性ガス吸着材が吸着した二酸化炭素の物質量Ｍ１を測定する。酸性ガス吸着材が吸着した二酸化炭素の物質量は、第１濃度計５０で測定された二酸化炭素の濃度と、第２濃度計５１で測定された二酸化炭素の濃度との差を経時的に測定した結果から算出することができる。物質量Ｍ１に基づいて、１ｇの酸性ガス吸着材が１５時間で吸着する二酸化炭素の物質量を算出し、得られた算出値を吸着量ａ１として特定する。

【0052】

［脱離試験］
次に、混合ガスＧを吸着部２１に送り続けている状態で、吸着部２１を第３容器４２から取り出し、吸着部２１を５０℃の湯浴（図示せず）に浸漬させる。これにより、吸着部２１内の酸性ガス吸着材について、二酸化炭素の脱離試験（脱離試験Ｂ１）を開始する。脱離試験は、開始してから１．５時間経過するまで行う。

【0053】

脱離試験Ｂ１では、開始から１．５時間までに酸性ガス吸着材から脱離した二酸化炭素の物質量Ｍ２を測定する。酸性ガス吸着材から脱離した二酸化炭素の物質量は、第１濃度計５０で測定された二酸化炭素の濃度と、第２濃度計５１で測定された二酸化炭素の濃度との差を経時的に測定した結果から算出することができる。物質量Ｍ２に基づいて、１ｇの酸性ガス吸着材から１．５時間で脱離する二酸化炭素の物質量を算出し、得られた算出値を脱離量ｂ１として特定する。

【0054】

［吸着量及び脱離量］
本実施形態の酸性ガス吸着材において、吸着試験Ａ１を行った場合の二酸化炭素の吸着量ａ１は、好ましくは０．４ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、０．８ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．３ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．８ｍｍｏｌ／ｇ以上、２．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、２．１ｍｍｏｌ／ｇ以上、２．２ｍｍｏｌ／ｇ以上、さらには２．３ｍｍｏｌ／ｇ以上であってもよい。二酸化炭素の吸着量ａ１の上限値は、特に限定されず、例えば１０ｍｍｏｌ／ｇである。

【0055】

本実施形態の酸性ガス吸着材において、脱離試験Ｂ１を行った場合の二酸化炭素の脱離量ｂ１は、好ましくは０．２５ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、０．３ｍｍｏｌ／ｇ以上、０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、０．８ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．３ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、さらには１．８ｍｍｏｌ／ｇ以上であってもよい。二酸化炭素の脱離量ｂ１の上限値は、特に限定されず、例えば１０ｍｍｏｌ／ｇである。

【0056】

吸着量ａ１（ｍｍｏｌ／ｇ）に対する脱離量ｂ１（ｍｍｏｌ／ｇ）の比率（５０℃脱離率）は、例えば４０％以上であり、４５％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、さらには９０％以上であってもよい。５０℃脱離率の上限値は、特に限定されず、例えば９９％である。

【0057】

本発明は、その別の側面から、
アミノ基を有するポリマーＰを含む酸性ガス吸着材であって、
酸性ガス吸着材における窒素元素の密度が１２．０ｍｍｏｌ／ｇよりも大きく、
上記の吸着試験Ａ１を行った場合に、二酸化炭素の吸着量ａ１が０．３５ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、
吸着量ａ１（ｍｍｏｌ／ｇ）に対する、上記の脱離試験Ｂ１を行った場合における二酸化炭素の脱離量ｂ１（ｍｍｏｌ／ｇ）の比率（５０℃脱離率）が４０％以上である、酸性ガス吸着材を提供する。
この酸性ガス吸着材において、５０℃脱離率は、上記で例示した範囲を満たしていてもよく、特に５０％以上であってもよい。

【0058】

本実施形態の酸性ガス吸着材について、下記の脱離試験Ｂ２を行った場合、二酸化炭素の脱離量ｂ２は、０．２５ｍｍｏｌ／ｇ以上であることが好ましい。
脱離試験Ｂ２：混合ガスＧを、酸性ガス吸着材が収容された容器（上記の吸着部２１）に送り続けつつ、上記の吸着試験Ａ１を行った後の酸性ガス吸着材について、６５℃で１．５時間加熱する。

【0059】

脱離試験Ｂ２は、吸着部２１を６５℃の湯浴に浸漬させることを除き、上記の脱離試験Ｂ１と同じ方法によって行うことができる。脱離試験Ｂ２を行った場合の二酸化炭素の脱離量ｂ２は、好ましくは０．３ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、０．８ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．３ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．８ｍｍｏｌ／ｇ以上、２．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、２．１ｍｍｏｌ／ｇ以上、さらには２．２ｍｍｏｌ／ｇ以上であってもよい。二酸化炭素の脱離量ｂ２の上限値は、特に限定されず、例えば１０ｍｍｏｌ／ｇである。

【0060】

吸着量ａ１（ｍｍｏｌ／ｇ）に対する脱離量ｂ２（ｍｍｏｌ／ｇ）の比率（６５℃脱離率）は、例えば４０％以上であり、４５％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、９０％以上、９５％以上、９６％以上、さらには９７％以上であってもよく、１００％であってもよい。

【0061】

本実施形態の酸性ガス吸着材について、下記の吸着試験Ａ２を行った場合、二酸化炭素の吸着量ａ２は、０．０５ｍｍｏｌ／ｇ以上であることが好ましい。吸着量ａ２は、酸性ガスを吸着する速度の指標として用いることができる。すなわち、吸着量ａ２が大きければ大きいほど、酸性ガス吸着材は、酸性ガスを吸着する速度が大きいと言える。
吸着試験Ａ２：混合ガスＧを、酸性ガス吸着材が収容された容器（上記の吸着部２１）内に１時間送り続ける。

【0062】

吸着試験Ａ２は、試験時間を１５時間から１時間に変更することを除き、上記の吸着試験Ａ１と同じ方法によって行うことができる。吸着試験Ａ２を行った場合の二酸化炭素の吸着量ａ２は、好ましくは０．１ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、０．２ｍｍｏｌ／ｇ以上、０．３ｍｍｏｌ／ｇ以上、０．４ｍｍｏｌ／ｇ以上、０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、０．６ｍｍｏｌ／ｇ以上、０．７ｍｍｏｌ／ｇ以上、０．８ｍｍｏｌ／ｇ以上、さらには０．９ｍｍｏｌ／ｇ以上であってもよい。二酸化炭素の吸着量ａ２の上限値は、特に限定されず、例えば５ｍｍｏｌ／ｇである。

【0063】

本実施形態の酸性ガス吸着材について、下記の吸着試験Ａ３を行った場合、二酸化炭素の吸着量ａ３は、０．１ｍｍｏｌ／ｇ以上であることが好ましい。吸着量ａ３についても、酸性ガスを吸着する速度の指標として用いることができる。すなわち、吸着量ａ３が大きければ大きいほど、酸性ガス吸着材は、酸性ガスを吸着する速度が大きいと言える。
吸着試験Ａ３：混合ガスＧを、酸性ガス吸着材が収容された容器（上記の吸着部２１）内に４時間送り続ける。

【0064】

吸着試験Ａ３は、試験時間を１５時間から４時間に変更することを除き、上記の吸着試験Ａ１と同じ方法によって行うことができる。吸着試験Ａ３を行った場合の二酸化炭素の吸着量ａ３は、好ましくは０．３ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、０．８ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．３ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．７ｍｍｏｌ／ｇ以上、さらには１．８ｍｍｏｌ／ｇ以上であってもよい。二酸化炭素の吸着量ａ３の上限値は、特に限定されず、例えば５ｍｍｏｌ／ｇである。

【0065】

（耐熱性試験）
本実施形態の酸性ガス吸着材は、耐熱性が高いことが好ましい。酸性ガス吸着材の耐熱性は、例えば、酸性ガス吸着材について耐熱性試験を行うことによって評価することができる。耐熱性試験は、例えば、酸性ガス吸着材について、８５℃１０％ＲＨの環境下で１００時間の加熱処理を行うことにより実施できる。一例として、酸性ガス吸着材について、８５℃１０％ＲＨの環境下で１００時間の加熱処理を行った場合に、吸着可能な二酸化炭素の量（ｍｍｏｌ／ｇ）の維持率Ｒ１は、例えば３０％以上であり、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、８５％以上、９０％以上、９２％以上、９４％以上、９５％以上、さらには９６％以上であってもよい。維持率Ｒ１が高ければ高いほど、酸性ガス吸着材について、耐熱性が高いと言える。耐熱性が高い酸性ガス吸着材は、長期使用における耐久性が高いと言える。維持率Ｒ１の上限値は、特に限定されず、例えば９９％である。

【0066】

維持率Ｒ１は、詳細には、次の方法によって特定することができる。まず、露点約－６０℃のドライルーム内で、酸性ガス吸着材をガラス容器（例えば、アズワン社製のラボランスクリュー管瓶）に配置する。次に、ガラス容器を恒温恒湿機（例えば、エスペック社製のＰＳＬ－２Ｊ）にセットし、空気中、８５℃１０％ＲＨで１００時間の加熱処理を行う。次に、加熱処理後の酸性ガス吸着材を、ドライルーム内の真空乾燥機（例えば、ＥＹＥＬＡ社製のＶＯＳ－３１０Ｃ）にセットし、真空雰囲気下、６０℃の条件で２時間以上処理する。処理後の酸性ガス吸着材について、上記の吸着試験Ａ１を行ったときの二酸化炭素の吸着量ａ４を測定する。得られた吸着量ａ４と、耐熱性試験前の酸性ガス吸着材について吸着試験Ａ１を行ったときの二酸化炭素の吸着量ａ１とに基づいて、下記式により維持率Ｒ１を算出することができる。
維持率Ｒ１(%)＝吸着量ａ４(mmol/g)÷吸着量ａ１(mmol/g)×１００

【0067】

なお、二酸化炭素の吸着量ａ４は、例えば０．３５ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、０．４ｍｍｏｌ／ｇ以上、０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、０．８ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．３ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．８ｍｍｏｌ／ｇ以上、さらには２．０ｍｍｏｌ／ｇ以上であってもよい。二酸化炭素の吸着量ａ４の上限値は、特に限定されず、例えば１０ｍｍｏｌ／ｇである。

【0068】

（耐湿熱性試験）
本実施形態の酸性ガス吸着材は、耐湿熱性が高いことが好ましい。酸性ガス吸着材の耐湿熱性は、例えば、酸性ガス吸着材について耐湿熱性試験を行うことによって評価することができる。耐湿熱性試験は、例えば、酸性ガス吸着材について、８５℃８５％ＲＨの環境下で１００時間の加熱処理を行うことにより実施できる。一例として、酸性ガス吸着材について、８５℃８５％ＲＨの環境下で１００時間の加熱処理を行った場合に、吸着可能な二酸化炭素の量（ｍｍｏｌ／ｇ）の維持率Ｒ２は、例えば３０％以上であり、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、８５％以上、９０％以上、９５％以上、さらには９６％以上であってもよい。維持率Ｒ２が高ければ高いほど、酸性ガス吸着材について、耐湿熱性が高いと言える。耐湿熱性が高い酸性ガス吸着材は、長期使用における耐久性が高いと言える。維持率Ｒ２の上限値は、特に限定されず、例えば９９％である。

【0069】

維持率Ｒ２は、詳細には、次の方法によって特定することができる。まず、露点約－６０℃のドライルーム内で、酸性ガス吸着材をガラス容器（例えば、アズワン社製のラボランスクリュー管瓶）に配置する。次に、ガラス容器を恒温恒湿機（例えば、エスペック社製のＰＳＬ－２Ｊ）にセットし、空気中、８５℃８５％ＲＨで１００時間の加熱処理を行う。次に、加熱処理後の酸性ガス吸着材を、ドライルーム内の真空乾燥機（例えば、ＥＹＥＬＡ社製のＶＯＳ－３１０Ｃ）にセットし、真空雰囲気下、６０℃の条件で２時間以上処理する。処理後の酸性ガス吸着材について、上記の吸着試験Ａ１を行ったときの二酸化炭素の吸着量ａ５を測定する。得られた吸着量ａ５と、耐湿熱性試験前の酸性ガス吸着材について吸着試験Ａ１を行ったときの二酸化炭素の吸着量ａ１とに基づいて、下記式により維持率Ｒ２を算出することができる。
維持率Ｒ２(%)＝吸着量ａ５(mmol/g)÷吸着量ａ１(mmol/g)×１００

【0070】

なお、二酸化炭素の吸着量ａ５は、例えば０．３５ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、０．４ｍｍｏｌ／ｇ以上、０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、０．８ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．３ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、１．８ｍｍｏｌ／ｇ以上、２．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、さらには２．１ｍｍｏｌ／ｇ以上であってもよい。二酸化炭素の吸着量ａ５の上限値は、特に限定されず、例えば１０ｍｍｏｌ／ｇである。

【0071】

（ポリマー）
酸性ガス吸着材において、ポリマーＰは、アミノ基に起因して、酸性ガスを吸着する機能を有する。ポリマーＰは、例えば、アミノ基として、１級アミノ基、２級アミノ基及び３級アミノ基からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む。酸性ガスの吸着性の観点から、ポリマーＰは、１級アミノ基及び２級アミノ基からなる群より選ばれる少なくとも１つを含むことが好ましく、２級アミノ基を含むことが特に好ましい。言い換えると、ポリマーＰが有するアミノ基は、２級アミノ基を含むことが好ましい。２級アミノ基を有するポリマーＰによれば、吸着した酸性ガスを容易に脱離できる傾向もある。すなわち、２級アミノ基を有するポリマーＰによれば、比較的温和な条件で酸性ガス吸着材の再生処理を行うことができる。なお、ポリマーＰは、３級アミノ基を含んでいてもよいが、３級アミノ基を含まなくてもよい。

【0072】

ポリマーＰにおける窒素元素の重量比率は、例えば５ｗｔ％以上であり、好ましくは１０ｗｔ％以上である。この重量比率が高ければ高いほど、酸性ガス吸着材における酸性ガスの吸着性が向上する傾向がある。ポリマーＰにおける窒素元素の重量比率の上限値は、特に限定されず、例えば３０ｗｔ％である。なお、ポリマーＰに含まれる全ての窒素元素がアミノ基に由来する場合、上記の窒素元素の重量比率は、ポリマーＰにおけるアミノ基の重量比率とみなすことができる。

【0073】

ポリマーＰにおける窒素元素の密度は、例えば１２．０ｍｍｏｌ／ｇよりも大きく、好ましくは１２．２ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、１２．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、１３．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、１３．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、１４．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、１４．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、１５．０ｍｍｏｌ／ｇ以上、さらには１５．５ｍｍｏｌ／ｇ以上であってもよい。窒素元素の密度の上限値は、特に限定されず、例えば３０ｍｍｏｌ／ｇであり、２０ｍｍｏｌ／ｇであってもよい。本明細書では、ポリマーＰにおける窒素元素の密度は、１ｇのポリマーＰに含まれる窒素元素の物質量を意味し、例えば、上述した酸性ガス吸着材における窒素元素の密度ｄと同様の方法によって測定できる。なお、ポリマーＰに含まれる全ての窒素元素がアミノ基に由来する場合、窒素元素の密度は、ポリマーＰにおけるアミノ基の密度とみなすことができる。

【0074】

ポリマーＰは、アミノ基以外の他の官能基を含んでいてもよい。他の官能基としては、例えば、ヒドロキシル基、エーテル基、エステル基、アミド基などが挙げられる。ポリマーＰは、他の官能基として、エーテル基を含むことが好ましい。

【0075】

ポリマーＰは、例えば、エポキシモノマーに由来する構成単位Ｕ１を含むアミンポリマーである。このアミンポリマーは、例えば、アミンモノマー及びエポキシモノマーを含むモノマー群の重合体Ｐ１、並びに、アミンプレポリマー及びエポキシモノマーを含む化合物群の反応物Ｐ２からなる群より選ばれる少なくとも１つを含み、好ましくは反応物Ｐ２である。反応物Ｐ２は、窒素元素の密度が高い傾向があるだけでなく、耐熱性や耐湿熱性が高い傾向もある。反応物Ｐ２の具体例は、エポキシモノマーによってアミンプレポリマーが架橋されたもの（架橋物）である。

【0076】

重合体Ｐ１を形成するためのモノマー群は、上述のとおり、アミンモノマー及びエポキシモノマーを含み、好ましくはこれらのモノマーのみから構成される。すなわち、重合体Ｐ１は、好ましくはアミンモノマー及びエポキシモノマーの重合体である。

【0077】

アミンモノマーは、アミノ基を少なくとも１つ含むモノマーであり、例えば、１級アミノ基を少なくとも１つ含む。アミンモノマーに含まれる１級アミノ基の数は、好ましくは２以上であり、３以上であってもよく、４以上であってもよい。１級アミノ基の数の上限値は、特に限定されず、例えば１０である。アミンモノマーは、１級アミノ基の他に、２級アミノ基や３級アミノ基を含んでいてもよいが、３級アミノ基を含まなくてもよい。アミンモノマーにおいて、全てのアミノ基の数に対する１級アミノ基の数の比率は、特に限定されず、例えば１０％以上であり、好ましくは２０％以上であり、より好ましくは３０％以上であり、４０％以上であってもよい。この比率の上限値は、特に限定されず、例えば８０％であり、６０％であってもよい。

【0078】

アミンモノマーの分子量は、例えば５０以上であり、好ましくは１００以上であり、より好ましくは１５０以上である。アミンモノマーの分子量が大きければ大きいほど、重合体Ｐ１における窒素元素の密度を大きく調整しやすい。アミンモノマーの分子量の上限値は、特に限定されず、例えば１０００未満であり、好ましくは５００以下であり、３００以下であってもよい。アミンモノマーのアミン当量は、例えば１０ｇ／ｅｑ．以上であり、好ましくは２０ｇ／ｅｑ．以上であり、より好ましくは３０ｇ／ｅｑ．以上である。アミンモノマーのアミン当量が大きければ大きいほど、重合体Ｐ１における窒素元素の密度を大きく調整しやすい。アミンモノマーのアミン当量の上限値は、特に限定されず、例えば１５０ｇ／ｅｑ．以下であり、好ましくは１００ｇ／ｅｑ．以下であり、５０ｇ／ｅｑ．以下であってもよい。なお、本明細書において、アミン当量とは、アミンモノマーに含まれる１級アミノ基の活性水素１当量に対するアミンモノマーの質量を意味する。

【0079】

アミンモノマーとしては、例えば、エチルアミン、エチレンジアミン、１，４－ブチレンジアミン、１，５－ペンタンジアミン、１，６－ヘキサンジアミン、１，７－ヘプタンジアミン、１，８－オクタンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ヘキサエチレンヘプタミン、イミノビスプロピルアミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、１，３，６－トリスアミノメチルヘキサン、トリス（２－アミノエチル）アミン、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－アミノプロピル）エチレンジアミン、ポリメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ポリエーテルジアミンなどの脂肪族アミン；イソホロンジアミン、メンタンジアミン、ピペラジン、Ｎ－アミノエチルピペラジン、３，９－ビス（３－アミノプロピル）２，４，８，１０－テトラオキサスピロ（５，５）ウンデカンアダクト、ビス（４－アミノ－３－メチルシクロヘキシル）メタン、ビス（４－アミノシクロヘキシル）メタン、これらの変性品などの脂環族アミンなどが挙げられる。アミンモノマーは、脂肪族アミン、特にトリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、を含むことが好ましい。アミンモノマーは、単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。

【0080】

エポキシモノマーは、エポキシ基を少なくとも１つ含むモノマーである。エポキシモノマーに含まれるエポキシ基の数は、好ましくは２以上であり、３以上であってもよく、４以上であってもよい。エポキシ基の数が多ければ多いほど、エポキシモノマー中の架橋点が増加し、重合体Ｐ１中の架橋構造が密になるため、これにより、耐熱性や耐湿熱性が向上する傾向がある。エポキシモノマーに含まれるエポキシ基の数の上限値は、特に限定されず、例えば１０である。

【0081】

エポキシモノマーの分子量は、特に限定されず、例えば１０００未満であり、好ましくは５００以下である。エポキシモノマーのエポキシ当量は、特に限定されず、例えば１５０ｇ／ｅｑ．以下であり、好ましくは１００ｇ／ｅｑ．以下である。エポキシモノマーのエポキシ当量が小さければ小さいほど、重合体Ｐ１における窒素元素の密度が増加する傾向がある。エポキシモノマーのエポキシ当量の下限値は、特に限定されず、例えば５０ｇ／ｅｑ．である。なお、エポキシ当量とは、１当量のエポキシ基を含むエポキシモノマーの質量を意味する。

【0082】

エポキシモノマーとしては、例えば、ｎ－ブチルグリシジルエーテル、高級アルコールグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、２－エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、ｐ－ｓｅｃ－ブチルフェニルグリシジルエーテル、ｔ－ブチルフェニルグリシジルエーテルなどの単官能エポキシ化合物；１，５－ヘキサジエンジエポキシド、１，７－オクタジエンジエポキシド、１，９－デカジエンジエポキシドなどのジエポキシアルカン；（ポリ）エチレングリコールジグリシジルエーテル、（ポリ）プロピレングリコールジグリシジルエーテル、１，４－ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６－ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテルなどのエーテル基を有する多官能エポキシ化合物；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラグリシジルメタキシレンジアミン、１，３－ビス（Ｎ，Ｎ－ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサンなどのアミノ基を有する多官能エポキシ化合物が挙げられる。

【0083】

エポキシモノマーは、場合によっては、芳香族エポキシ樹脂、非芳香族エポキシ樹脂などであってもよい。芳香族エポキシ樹脂としては、ポリフェニルベースエポキシ樹脂、フルオレン環を含むエポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレートを含むエポキシ樹脂、複素芳香環（例えば、トリアジン環）を含むエポキシ樹脂等が挙げられる。ポリフェニルベースエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラキス（ヒドロキシフェニル）エタンベースエポキシ樹脂等が挙げられる。非芳香族エポキシ樹脂としては、脂肪族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂肪族グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルアミン型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエステル型エポキシ樹脂等が挙げられる。

【0084】

エポキシモノマーは、単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。なお、単官能エポキシ化合物を用いる場合は、２つ以上のエポキシ基を含む他のエポキシモノマーと組み合わせて用いることが好ましい。単官能エポキシ化合物は、重合体Ｐ１を形成するためのモノマー群の粘度を調節するための反応性希釈剤として利用することもできる。

【0085】

エポキシモノマーは、エチレングリコールジグリシジルエーテル（ＥＤＥ）、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル（ＰＥＴＧ）などのエーテル基を有する多官能エポキシ化合物を含むことが好ましい。ＥＤＥやＰＥＴＧは、エポキシ当量が小さく、ポリマーＰのガラス転移温度Ｔｇを容易に低下させることができる。これらのエポキシ化合物は、コストが低い傾向もある。エポキシモノマーは、エーテル基を有する多官能エポキシ化合物とともに、又は、当該多官能エポキシ化合物に代えて、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラグリシジルメタキシレンジアミン、１，３－ビス（Ｎ，Ｎ－ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサンなどのアミノ基を有する多官能エポキシ化合物を含んでいてもよい。

【0086】

反応物Ｐ２を形成するためのアミンプレポリマーは、例えば、アミノ基、特に１級アミノ基、を少なくとも１つ含む。アミンプレポリマーに含まれる１級アミノ基の数は、好ましくは２以上であり、３以上であってもよく、４以上であってもよい。１級アミノ基の数の上限値は、特に限定されず、例えば１００である。アミンプレポリマーは、１級アミノ基の他に、２級アミノ基や３級アミノ基を含んでいてもよい。アミンプレポリマーにおいて、全てのアミノ基の数に対する１級アミノ基の数の比率は、特に限定されず、例えば１０％以上であり、好ましくは２０％以上であり、より好ましくは３０％以上であり、４０％以上であってもよい。この比率が高ければ高いほど、アミンプレポリマー中の架橋点が増加し、反応物Ｐ２中の架橋構造が密になるため、これにより、耐熱性や耐湿熱性が向上する傾向がある。この比率の上限値は、特に限定されず、例えば８０％であり、６０％であってもよい。

【0087】

アミンプレポリマーの重量平均分子量は、特に限定されず、例えば２００以上であり、３００以上、５００以上、１０００以上、さらには１５００以上であってもよい。重量平均分子量が大きいアミンプレポリマーは、取り扱い上の安全性が高い傾向がある。さらに、重量平均分子量が大きいアミンプレポリマーを用いた場合、反応物Ｐ２における窒素元素の密度が増加する傾向がある。アミンプレポリマーの重量平均分子量の上限値は、特に限定されず、例えば５０００である。アミンプレポリマーのアミン当量は、例えば１０ｇ／ｅｑ．以上であり、好ましくは２０ｇ／ｅｑ．以上であり、より好ましくは３０ｇ／ｅｑ．以上である。アミンプレポリマーのアミン当量の上限値は、特に限定されず、例えば２００ｇ／ｅｑ．以下であり、１５０ｇ／ｅｑ．以下であってもよく、１００ｇ／ｅｑ．以下であってもよい。アミンプレポリマーに含まれる構成単位の数（重合度）は、特に限定されず、例えば、５～１００である。

【0088】

アミンプレポリマーとしては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアルキレンポリアミンなどの脂肪族ポリアミン；アミノエチル化アクリルポリマーなどのアミノ基を有する（メタ）アクリル系ポリマー；ポリアミン類とダイマー酸との反応によって形成される脂肪族ポリアミドアミンなどが挙げられる。アミンプレポリマーは、脂肪族ポリアミン、特にポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、を含むことが好ましい。アミンプレポリマーは、単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。

【0089】

なお、アミンプレポリマー、特にＰＥＩ、は、アミンモノマーよりも取り扱い上の安全性が高い傾向がある。一例として、アミンプレポリマーは、消防法上の危険物に該当しなくてもよく、毒物及び劇物取締法の対象物質に該当しなくてもよい。アミンプレポリマーは、変異原性試験（Ａｍｅｓ試験）の結果が陰性のものであってもよい。アミンプレポリマーは、皮膚刺激性試験（ウサギを用いた皮膚一次刺激性試験）の結果が軽度刺激物又は中等度刺激物であるものであってもよい。

【0090】

反応物Ｐ２を形成するためのエポキシモノマーとしては、重合体Ｐ１について上述したものが挙げられる。

【0091】

上述のとおり、アミンポリマーとしてのポリマーＰは、エポキシモノマーに由来する構成単位Ｕ１を含む。ポリマーＰが重合体Ｐ１である場合、ポリマーＰは、アミンモノマーに由来する構成単位Ｕ２をさらに含む。ポリマーＰ、特に重合体Ｐ１、における構成単位Ｕ１の含有率は、例えば２０ｗｔ％～７０ｗｔ％である。ポリマーＰ、特に重合体Ｐ１、における構成単位Ｕ２の含有率は、例えば３０ｗｔ％以上であり、好ましくは５０ｗｔ％以上である。構成単位Ｕ２の含有率の上限値は、特に限定されず、例えば８０ｗｔ％である。

【0092】

ポリマーＰのガラス転移温度Ｔｇは、特に限定されず、例えば４０℃以下であり、好ましくは３０℃以下であり、より好ましくは２０℃以下であり、さらに好ましくは１５℃以下であり、１０℃以下であってもよく、５℃以下であってもよく、０℃以下であってもよい。ポリマーＰのガラス転移温度Ｔｇがこの程度に低い場合、酸性ガス吸着材において、酸性ガスを吸着する速度が大きい傾向がある。ポリマーＰのガラス転移温度Ｔｇの下限値は、酸性ガス吸着材における酸性ガスの吸着性を十分に確保する観点及び耐熱性の観点から、例えば－１００℃であり、好ましくは－５０℃であり、より好ましくは－１０℃である。本明細書において、ガラス転移温度Ｔｇは、ＪＩＳ Ｋ７１２１：１９８７の規定に準拠して求められる中間点ガラス転移温度 (Ｔ_mg)を意味する。なお、ポリマーＰは、通常、熱硬化性樹脂に相当する。ポリマーＰは、例えば、２５℃、好ましくは２５℃～８０℃の範囲、で固体である。

【0093】

ポリマーＰの重量平均分子量は、特に限定されず、例えば５００以上であり、好ましくは１０００以上であり、より好ましくは１００００以上であり、さらに好ましくは１０００００以上である。ポリマーＰの重量平均分子量の上限値は、例えば１０００００００である。

【0094】

酸性ガス吸着材は、例えば、ポリマーＰを主成分として含む。本明細書において、「主成分」は、酸性ガス吸着材に重量比で最も多く含まれた成分を意味する。酸性ガス吸着材におけるポリマーＰの含有率は、例えば５０ｗｔ％以上であり、好ましくは７０ｗｔ％以上であり、より好ましくは９０ｗｔ％以上であり、９５ｗｔ％以上であってもよく、９９ｗｔ％以上であってもよい。酸性ガス吸着材は、実質的にポリマーＰのみから構成されていてもよい。ポリマーＰの含有率が高ければ高いほど、酸性ガス吸着材における酸性ガスの吸着性が向上する傾向がある。

【0095】

酸性ガス吸着材は、実質的にポリマーＰのみから構成されていてもよいが、ポリマーＰ以外の他の成分をさらに含んでいてもよい。他の成分としては、例えば、反応促進剤、可塑剤、顔料、染料、老化防止剤、導電材、帯電防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、酸化防止剤等が挙げられる。反応促進剤は、例えば、ポリマーＰを合成するときに利用される。反応促進剤としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミンなどの３級アミン；２－フェノール－４－メチルイミダゾール、２－エチル－４－メチルイミダゾール、２－フェノール－４，５－ジヒドロキシイミダゾールなどのイミダゾール類が挙げられる。これらの反応促進剤は、例えば、重合体Ｐ１を合成するための反応を促進することができる。

【0096】

酸性ガス吸着材における窒素元素の重量比率は、例えば５ｗｔ％以上であり、好ましくは１０ｗｔ％以上である。この重量比率が高ければ高いほど、酸性ガス吸着材における酸性ガスの吸着性が向上する傾向がある。酸性ガス吸着材における窒素元素の重量比率の上限値は、特に限定されず、例えば３０ｗｔ％である。なお、酸性ガス吸着材に含まれる全ての窒素元素がアミノ基に由来する場合、上記の窒素元素の重量比率は、酸性ガス吸着材におけるアミノ基の重量比率とみなすことができる。

【0097】

酸性ガス吸着材の形状は、特に限定されず、例えばブロック状、シート状、粒子状などである。本明細書において、粒子状は、球状、楕円体状、鱗片状、繊維状などを含む。

【0098】

酸性ガス吸着材は、多孔質構造を有していてもよい。一例として、酸性ガス吸着材は、ポリマーＰを含む多孔体Ｓを備えていてもよい。多孔体Ｓは、典型的には、ポリマーＰのみから構成されている。多孔体Ｓの形状は、例えば、ブロック状、シート状、粒子状などである。なお、酸性ガス吸着材は、多孔体Ｓとして、多孔質樹脂シートを備えていてもよいが、多孔質樹脂シートを備えていなくてもよい。酸性ガス吸着材は、多孔体Ｓ以外の部材、例えばポリマーＰを担持するための担体など、を備えていなくてもよい。酸性ガス吸着材が担体などを備えていない場合、裁断や切削によって酸性ガス吸着材の形状を容易に調整できる傾向がある。

【0099】

多孔体Ｓは、例えば、ポリマーＰで構成された三次元網目状骨格を有する。多孔体Ｓにおいて、例えば、上記の三次元網目状骨格が連続して延びている。多孔体Ｓに含まれる孔は、例えば、三次元状に連続して形成されている連続孔である。多孔体Ｓは、独立孔を有していてもよく、多孔体Ｓを貫通する貫通孔を有していてもよい。

【0100】

酸性ガス吸着材（多孔体Ｓ）の比表面積は、特に限定されず、例えば０．５ｍ²／ｇ以上であり、１．０ｍ²／ｇ以上、２．０ｍ²／ｇ以上、３．０ｍ²／ｇ以上、４．０ｍ²／ｇ以上、５．０ｍ²／ｇ以上、６．０ｍ²／ｇ以上、７．０ｍ²／ｇ以上、８．０ｍ²／ｇ以上、さらには９．０ｍ²／ｇ以上であってもよい。酸性ガス吸着材の比表面積が大きければ大きいほど、酸性ガス吸着材において、酸性ガスを吸着する速度が増加する傾向がある。酸性ガス吸着材の比表面積の上限値は、特に限定されず、例えば１００ｍ²／ｇである。酸性ガス吸着材の比表面積は、窒素ガス吸着によるＢＥＴ（Brunauer-Emmett-Teller）比表面積を意味する。酸性ガス吸着材の比表面積は、ＪＩＳ Ｚ８８３０：２０１３の規定に準拠した方法によって測定できる。

【0101】

本発明は、その別の側面から、
アミノ基を有するポリマーＰを含む酸性ガス吸着材であって、
酸性ガス吸着材における窒素元素の密度ｄが１２．０ｍｍｏｌ／ｇよりも大きく、
酸性ガス吸着材の比表面積が０．５ｍ²／ｇ以上であり、
ポリマーＰのガラス転移温度が４０℃以下である、酸性ガス吸着材を提供する。
この酸性ガス吸着材は、例えば、二酸化炭素に対して、上述した吸着特性及び脱離特性を有する。一例として、酸性ガス吸着材について、上記の方法によって測定された吸着量ａ１～ａ３、脱離量ｂ１～ｂ２、５０℃脱離率、６５℃脱離率などが、上記で例示した範囲を満たしていてもよい。

【0102】

酸性ガス吸着材（多孔体Ｓ）の細孔容積は、特に限定されず、例えば０．１ｃｍ³／ｇ以上であり、０．２ｃｍ³／ｇ以上、０．３ｃｍ³／ｇ以上、０．５ｃｍ³／ｇ以上、１．０ｃｍ³／ｇ以上、さらには２．０ｃｍ³／ｇ以上であってもよい。酸性ガス吸着材の細孔容積の上限値は、特に限定されず、例えば５．０ｃｍ³／ｇであり、４．０ｃｍ³／ｇであってもよく、３．０ｃｍ³／ｇであってもよい。酸性ガス吸着材の細孔容積は、水銀圧入法によって測定することができる。水銀圧入法は、市販の細孔分布分析装置（例えば、マイクロメリティックス社製のオートポアＶ９６２０）を用いて、初期圧２１ｋＰａの条件で行う。

【0103】

酸性ガス吸着材（多孔体Ｓ）の平均細孔径は、特に限定されず、例えば０．１μｍ以上であり、０．２μｍ以上、０．３μｍ以上、さらには０．５μｍ以上であってもよい。酸性ガス吸着材の平均細孔径の上限値は、特に限定されず、例えば５０μｍである。本明細書において、酸性ガス吸着材の平均細孔径は、水銀圧入法によって測定されたメディアン径を意味する。水銀圧入法は、市販の細孔分布分析装置（例えば、マイクロメリティックス社製のオートポアＶ９６２０）を用いて、初期圧２１ｋＰａの条件で行う。

【0104】

酸性ガス吸着材が粒子状である場合、酸性ガス吸着材の平均粒径は、特に限定されず、例えば０．５μｍ以上であり、好ましくは１μｍ以上であり、１０μｍ以上であってもよく、２０μｍ以上であってもよく、３０μｍ以上であってもよい。酸性ガス吸着材の平均粒径は、２００μｍ以下であってもよく、１００μｍ以下であってもよく、７５μｍ未満であってもよい。本明細書において、酸性ガス吸着材の平均粒径は、レーザー回折式粒度計などによって測定される粒度分布において、体積累積５０％に相当する粒径（ｄ５０）を意味する。

【0105】

（酸性ガス吸着材の製造方法）
本実施形態の酸性ガス吸着材の製造方法は、例えば、アミンモノマー又はアミンプレポリマーや、エポキシモノマーを含む化合物群を反応させて、ポリマーＰを形成することを含む。化合物群は、例えば、アミンモノマー及びエポキシモノマーを含むモノマー群である。ただし、化合物群は、アミンモノマーに代えて、又は、アミンモノマーとともに、アミンプレポリマーを含んでいてもよい。

【0106】

化合物群は、２つのエポキシ基を含むエポキシモノマーＥ１のみを含んでいてもよく、エポキシモノマーＥ１に代えて、又は、エポキシモノマーＥ１とともに、３つ以上、例えば４つ、のエポキシ基を含むエポキシモノマーＥ２とを含んでいてもよい。化合物群がエポキシモノマーＥ１及びＥ２を含む場合、エポキシモノマーＥ１に対するエポキシモノマーＥ２の重量比Ｅ１／Ｅ２は、特に限定されず、例えば４／６～８／２である。

【0107】

ポリマーＰを作製する場合、エポキシモノマーと、アミンモノマー又はアミンプレポリマーとの配合比率は、アミンモノマー又はアミンプレポリマーに含まれる１級アミノ基の活性水素の当量（Ａ）に対する、エポキシモノマーに含まれるエポキシ基の当量（Ｅ）の比Ｅ／Ａが、例えば１以下、好ましくは０．９以下、より好ましくは０．５以下となるように設定することが好ましい。比Ｅ／Ａが小さければ小さいほど、酸性ガス吸着材における窒素元素の密度ｄが増加する傾向がある。比Ｅ／Ａの下限値は、特に限定されず、例えば０．１である。

【0108】

化合物群の反応は、例えば、アミンモノマー及びエポキシモノマーの重合反応である。ただし、化合物群の反応は、エポキシモノマーによるアミンプレポリマーの架橋反応であってもよい。化合物群の反応では、アミンモノマー又はアミンプレポリマーのアミノ基が、エポキシモノマーのエポキシ基と反応する。化合物群の反応は、化合物群にエネルギーを加えることによって行うことができる。化合物群に加えるエネルギーは、熱エネルギーであることが好ましい。一例として、化合物群を４０℃～１００℃の温度で加熱することによって、化合物群の反応を進行させることができる。ただし、化合物群に加えるエネルギーは、光エネルギーであってもよい。

【0109】

多孔質構造を有する酸性ガス吸着材は、例えば、次の方法によって作製することができる。まず、上記の化合物群をポロゲンと混合し、混合液を作製する。ポロゲンは、例えば、化合物群に含まれるモノマーやプレポリマーを溶かすことができ、さらに、化合物群が反応した後に、反応誘起相分離を生じさせることができる溶剤である。ポロゲンの具体例としては、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のセロソルブ類、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシアルキレングリコール等のグリコール類、ポリオキシエチレンモノメチルエーテル、ポリオキシエチレンジメチルエーテル等のエーテル類が挙げられる。ポリオキシアルキレングリコールの具体例は、ポリ（１，２－ブタンジオール）－６プロピレングリコール、ポリオキシプロピレンジグリセリルエーテルなどである。ポロゲンは、酢酸エチル、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、アセトニトリル、エタノール、イソプロパノール等の極性溶媒、トルエン等の無極性溶媒、又はこれらの混合溶媒であってもよい。ポロゲンは、単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。

【0110】

混合液には、化合物群以外の他の成分がさらに添加されてもよい。他の成分としては、例えば、上述した反応促進剤などが挙げられる。

【0111】

次に、混合液中で化合物群を反応させる。一例として、混合液を金型に充填してから加熱処理を行うことによって化合物群を反応させる。これにより、ポリマーＰ及びポロゲンを含む硬化体が得られる。この硬化体において、ポリマーＰとポロゲンとが相分離することにより、共連続構造が形成される。

【0112】

次に、硬化体からポロゲンを抽出し、除去する。これによって、多孔質構造を有する酸性ガス吸着材を得ることができる。ポロゲンの抽出は、例えば、硬化体を溶剤に浸漬させることによって行うことができる。この溶剤としては、水、脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、脂肪族アルコール溶媒、エステル溶媒、エーテル溶媒及びハロゲン含有有機溶媒などを使用することができる。脂肪族炭化水素溶媒としては、ｎ－ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ｎ－ヘプタン、ｎ－オクタン、イソオクタン、石油エーテル、ベンジン等が挙げられる。芳香族炭化水素溶媒としては、トルエン、キシレン、メシチレン、ベンゼン等が挙げられる。脂肪族アルコール溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール等が挙げられる。エステル溶媒としては、酢酸エチル等が挙げられる。エーテル溶媒としては、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール等が挙げられる。ハロゲン含有有機溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、クロロベンゼン等が挙げられる。これらの溶剤は、単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。

【0113】

なお、硬化体を作製するときに、化合物群の反応速度が大きければ大きいほど、硬化体中において、ポロゲンが細かく分散する傾向がある。ポロゲンが細かく分散した硬化体からポロゲンを除去することによって、大きい比表面積を有する酸性ガス吸着材を作製することができる。化合物群の反応速度は、例えば、化合物群に含まれるモノマーやプレポリマーの種類や配合比率などに応じて変化する。一例として、３つ以上、例えば４つ、のエポキシ基を含むエポキシモノマーＥ２を用いた場合や、アミンプレポリマーとして、重量平均分子量が大きいポリエチレンイミンを用いた場合などに、化合物群の反応速度が大きい傾向がある。

【0114】

（酸性ガス吸着材の用途）
本実施形態の酸性ガス吸着材は、酸性ガスを吸着することができる。酸性ガスとしては、二酸化炭素、硫化水素、硫化カルボニル、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、シアン化水素、窒素酸化物（ＮＯｘ）などが挙げられ、好ましくは二酸化炭素である。

【0115】

酸性ガス吸着材は、例えば、次の方法によって使用することができる。まず、酸性ガスを含む混合ガスを酸性ガス吸着材と接触させる。混合ガスは、例えば、酸性ガス以外の他のガスを含んでいる。他のガスとしては、例えば、水素、窒素などの非極性ガス、及び、ヘリウムなどの不活性ガスが挙げられ、好ましくは窒素である。混合ガスは、典型的には大気である。混合ガスは、化学プラント又は火力発電のオフガスであってもよい。

【0116】

混合ガスの温度は、例えば室温（２３℃）である。混合ガスにおける酸性ガスの濃度は、特に限定されず、標準状態（０℃、１０１ｋＰａ）で、例えば０．０１ｖｏｌ％（１００ｖｏｌｐｐｍ）以上であり、好ましくは０．０４ｖｏｌ％（４００ｖｏｌｐｐｍ）以上であり、１．０ｖｏｌ％以上であってもよい。混合ガスにおける二酸化炭素の濃度の上限値は、特に限定されず、標準状態で、例えば１０ｖｏｌ％である。混合ガスの圧力は、典型的には、酸性ガス吸着材の使用環境における大気圧に等しい。ただし、酸性ガス吸着材と接触させる混合ガスは、加圧されていてもよい。

【0117】

混合ガスと接触した酸性ガス吸着材は、混合ガスに含まれる酸性ガスを吸着する。混合ガスを酸性ガス吸着材に接触させる操作は、例えば、酸性ガス吸着材による酸性ガスの吸着が平衡に達するまで行う。

【0118】

次に、酸性ガスを吸着した酸性ガス吸着材について再生処理を行う。再生処理は、例えば、酸性ガス吸着材を加熱することによって実施できる。酸性ガス吸着材の加熱温度は、例えば５０～８０℃である。酸性ガス吸着材は、減圧雰囲気下又は真空雰囲気下で加熱されてもよい。酸性ガス吸着材を加熱することにより、酸性ガスが酸性ガス吸着材から脱離する。これにより、酸性ガス吸着材が再生され、酸性ガス吸着材を繰り返し使用することができる。酸性ガス吸着材から脱離した酸性ガス、特に二酸化炭素、は、化学品の合成原料やドライアイスとして利用することができる。なお、酸性ガス吸着材による酸性ガスの吸着操作、及び酸性ガス吸着材の再生処理は、上述した測定装置１０（酸性ガス吸着装置）を用いて実施することが可能である。

【実施例】

【0119】

以下に、実施例及び比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0120】

（実施例１）
まず、６ｍＬのスクリュー管瓶（アズワン社製）に、ポリ（１，２－ブタンジオール）－６プロピレングリコール（日油社製、ユニオール（登録商標）ＰＢ－５００）１．７３ｇと、ポリオキシプロピレンジグリセリルエーテル（日油社製、ユニルーブ（登録商標）ＤＧＰ－７００）０．４３ｇとを加えた。得られた混合液に、エチレングリコールジグリシジルエーテル（ナガセケムテックス社製、ＥＸ－８１０）０．７４ｇ、及びペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル（昭和電工社製、ショウフリー（登録商標）ＰＥＴＧ）０．７４ｇを溶解させることによって、エポキシモノマー及びポロゲンの混合液を調製した。

【0121】

次に、この混合液に、ポリエチレンイミン（日本触媒社製、エポミンＳＰ－００３）１．５６ｇを添加することによって、エポキシモノマー、アミンプレポリマー及びポロゲンの混合液を調製した。この混合液において、アミンプレポリマーに含まれる１級アミノ基の活性水素の当量（Ａ）に対する、エポキシモノマーに含まれるエポキシ基の当量（Ｅ）の比Ｅ／Ａは、０．５であった。

【0122】

次に、卓上振とう器（エンゼルバイブレーターデジタル６０Ｈｚ）を強度５に設定して、混合液を２分間振とうさせた。次に、この混合液を８０℃の恒温槽に２時間静置させることによって硬化させた。これにより、アミノ基を有するポリマーＰを含むブロック状の硬化体を得た。この硬化体をスクリュー管瓶から取り出し、約３ｍｍ角に裁断した。次に、硬化体を６０℃の酢酸エチル中に１時間浸漬させる操作を、液交換を行って２回繰り返した。これにより、硬化体からポロゲンが除去され、ポリマーＰを含む多孔体が形成された。この多孔体について、６０℃で１時間乾燥させ、さらに２時間真空乾燥させることによって、実施例１の酸性ガス吸着材を得た。

【0123】

（実施例２～１１）
原料の種類や配合量を表１に示すように変更したことを除き、実施例１と同じ方法によって、実施例２～１１の酸性ガス吸着材を得た。

【0124】

（比較例１）
まず、６ｍＬのスクリュー管瓶（アズワン社製）に、ポリプロピレングリコール（ＡＤＥＫＡ社製、アデカポリエーテルＰ－４００）２．６３ｇと、ポリエチレングリコール（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ社製、平均分子量２００）０．３６ｇとを加えた。得られた混合液に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱化学社製、ＪＥＲ８２８）１．５８ｇを溶解させることによって、エポキシプレポリマー及びポロゲンの混合液を調製した。

【0125】

次に、この混合液に、トリエチレンテトラミン０．６０ｇを添加することによって、エポキシプレポリマー、アミンモノマー及びポロゲンの混合液を調製した。この混合液において、アミンモノマーに含まれる１級アミノ基の活性水素の当量（Ａ）に対する、エポキシプレポリマーに含まれるエポキシ基の当量（Ｅ）の比Ｅ／Ａは、０．５であった。

【0126】

次に、卓上振とう器（エンゼルバイブレーターデジタル６０Ｈｚ）を強度５に設定して、混合液を２分間振とうさせた。次に、この混合液を８０℃の恒温槽に４時間静置させることによって硬化させた。これにより、アミノ基を有するポリマーＰを含むブロック状の硬化体を得た。この硬化体をスクリュー管瓶から取り出し、約３ｍｍ角に裁断した。次に、硬化体を６０℃のイソプロピルアルコール中に１時間浸漬させる操作を、液交換を行って２回繰り返した。さらに、硬化体を６０℃の超純水中に１時間浸漬させる操作を、液交換を行って２回繰り返した。次に、硬化体を室温のメタノール中に１時間浸漬させた。硬化体を室温で１２時間風乾させ、さらに６０℃で８時間真空乾燥させることによって、比較例１の酸性ガス吸着材を得た。

【0127】

（比較例２～３）
原料の種類や配合量を表１に示すように変更したことを除き、比較例１と同じ方法によって、比較例２～３の酸性ガス吸着材を得た。

【0128】

［窒素元素の密度］
作製した酸性ガス吸着材について、上述した方法によって、窒素元素の密度ｄを測定した。ＣＨＮ元素分析装置としては、Ｅｌｅｍｅｎｔａｒ製のＶａｒｉｏ ＥＬ ＩＩＩを用いた。

【0129】

［比表面積］
作製した酸性ガス吸着材について、ＪＩＳ Ｚ８８３０：２０１３の規定に準拠した方法によって、比表面積を測定した。測定には、比表面積測定装置（マイクロトラック・ベル社製、商品名「ＢＥＲＳＯＲＰ－ｍｉｎｉ」）を用いた。

【0130】

［ガラス転移温度Ｔｇ］
作製した酸性ガス吸着材に含まれるポリマーについて、次の方法によってガラス転移温度Ｔｇを測定した。まず、約５ｍｇの酸性ガス吸着材を示差走査熱量計（ＴＡインスツルメント社製、ＤＳＣ２５００）にセットした。この装置を用いて、窒素雰囲気下、昇温速度１０℃／ｍｉｎで３０℃から２００℃まで昇温し、その温度で１分間保持した。次に、降温速度１０℃／ｍｉｎで－５０℃まで冷却し、その温度で１分間保持した後、さらに、昇温速度１０℃／ｍｉｎで２００℃まで昇温した。２度目の昇温時のＤＳＣ曲線において、比熱変化が現れる前の第１ベースラインと、比熱変化が現れた後の第２ベースラインと、比熱変化による屈曲部分のうち、傾きが最大となる点を通過する接線とを特定する。第１ベースライン及び接線の交点と、第２ベースライン及び接線の交点との中間温度をガラス転移温度Ｔｇとして特定した。

【0131】

［二酸化炭素の吸着量］
作製した酸性ガス吸着材について、上述した方法によって、吸着量ａ１～ａ３及び脱離量ｂ１～ｂ２を測定した。さらに、この結果に基づいて、吸着量ａ１（ｍｍｏｌ／ｇ）に対する脱離量ｂ１（ｍｍｏｌ／ｇ）の比率（５０℃脱離率）と、吸着量ａ１（ｍｍｏｌ／ｇ）に対する脱離量ｂ２（ｍｍｏｌ／ｇ）の比率（６５℃脱離率）を算出した。

【0132】

［耐熱性試験］
作製した酸性ガス吸着材について、上述した方法によって、耐熱性試験を行い、二酸化炭素の吸着量ａ４を測定した。さらに、吸着量ａ１（ｍｍｏｌ／ｇ）に対する吸着量ａ４（ｍｍｏｌ／ｇ）の比率（維持率Ｒ１）を算出した。

【0133】

［耐湿熱性試験］
作製した酸性ガス吸着材について、上述した方法によって、耐湿熱性試験を行い、二酸化炭素の吸着量ａ５を測定した。さらに、吸着量ａ１（ｍｍｏｌ／ｇ）に対する吸着量ａ５（ｍｍｏｌ／ｇ）の比率（維持率Ｒ２）を算出した。

【0134】

【表1】

【0135】

表１では、エポキシモノマー及びエポキシプレポリマーを単にエポキシ化合物と表現している。アミンモノマー及びアミンプレポリマーを単にアミン化合物と表現している。

【0136】

表１中の略称は以下のとおりである。
ＥＤＥ：エチレングリコールジグリシジルエーテル（ナガセケムテックス社製、ＥＸ－８１０）
ＪＥＲ８２８：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱化学社製、ＪＥＲ８２８）
ＰＥＴＧ：ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル（昭和電工社製、ショウフリー（登録商標）ＰＥＴＧ）
Ｔ－Ｃ：１，３－ビス（Ｎ，Ｎ－ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサン（三菱ガス化学社製、ＴＥＴＲＡＤ－Ｃ）
Ｔ－Ｘ：Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラグリシジルメタキシレンジアミン（三菱ガス化学社製、ＴＥＴＲＡＤ－Ｘ）
ＰＥＩ３００：ポリエチレンイミン（日本触媒社製、エポミンＳＰ－００３、重量平均分子量約３００）
ＰＥＩ１２００：ポリエチレンイミン（日本触媒社製、エポミンＳＰ－０１２、重量平均分子量約１２００）
ＰＥＩ１８００：ポリエチレンイミン（日本触媒社製、エポミンＳＰ－０１８、重量平均分子量約１８００）
ＴＥＴＡ：トリエチレンテトラミン（東ソー社製）
ＰＢ－５００：ポリ（１，２－ブタンジオール）－６プロピレングリコール（日油社製、ユニオール（登録商標）ＰＢ－５００）
Ｐ－４００：ポリプロピレングリコール（ＡＤＥＫＡ社製、アデカポリエーテルＰ－４００）
ＤＧＰ－７００：ポリオキシプロピレンジグリセリルエーテル（日油社製、ユニルーブ（登録商標）ＤＧＰ－７００）
ＰＢ－７００：ブチレングリコールとプロピレングリコールの共重合体（日油社製、ユニオール（登録商標）ＰＢ－７００）
ＰＥＧ：ポリエチレングリコール（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ社製、平均分子量２００）

【0137】

なお、実施例及び比較例で用いたアミン化合物の取り扱い上の安全性の指標を以下の表２に示す。

【0138】

【表2】

【0139】

【表3】

【0140】

表３からわかるとおり、実施例の酸性ガス吸着材は、窒素元素の密度ｄが大きく、吸着量ａ１及び脱離量ｂ１も大きい値であった。実施例の酸性ガス吸着材は、比較的温和な条件で、酸性ガスの吸着及び脱離を行うことに適していると言える。

【産業上の利用可能性】

【0141】

本実施形態の酸性ガス吸着材は、例えば、大気中の二酸化炭素を吸着することができる。

【図1】