4-ビニルベンジルクロリドを基盤とする機能化ハイパークロスリンク高内部相エマルション材料によるアニオン染料吸着
Functionalized Hypercrosslinked High Internal Phase Emulsion Materials Based on 4-Vinylbenzyl Chloride for Anionic Dye Adsorption
高内部相エマルション(HIPE)重合プロセスを用いて、4-ビニルベンジルクロリド(VBC)とジビニルベンゼン(DVB)を共重合モノマーとして多孔質ポリマー材料(polyHIPEs)を合成した。この材料は、水溶液中のアシッドブルー113染料除去のための高性能吸着剤として報告されている。マイクロ/メソ多孔性を誘発しカチオン性官能基を導入するために、polyHIPEsは2段階のプロセスで後修飾された。第一段階では、FeCl3触媒を用いたフリーデル・クラフツハイパークロスリンク反応により高表面積材料を得、続いて残存クロロメチル基をトリエチルアミンでカチオン修飾し、正電荷アンモニウム官能基を導入した。ハイパークロスリンクにより、BET分析で表面積は10.1 m2 g−1から614.5 m2 g−1へと大幅に増加した。修飾されたカチオン性吸着剤は、非機能化アナログ(110 mg g−1)と比較して、アニオン染料アシッドブルー113に対してより高い吸着容量(280.1 mg g−1)を示した。吸着は擬二次速度式に従い、化学吸着が主要なメカニズムであることを示唆している。XPS分析により、静電相互作用、水素結合、π-π相互作用が吸着メカニズムの主要な要因であることが明らかになった。
- 4-ビニルベンジルクロリドとジビニルベンゼンを原料とした多孔質ポリマー材料をHIPE重合プロセスで合成
- ハイパークロスリンクによりBET表面積が10.1 m2/gから614.5 m2/gへ約60倍に増加
- カチオン修飾された吸着剤はアニオン染料アシッドブルー113に対し280.1 mg/gの吸着容量を示し、非機能化材料(110 mg/g)を大きく上回った
新規多孔質ポリマー材料(polyHIPEs)による染料吸着性能の大幅向上(表面積10.1→614.5 m2/g、吸着容量280.1 mg/g)が報告されている。廃水処理・環境浄化用途の高性能吸着材として実用化が進めば、水処理関連市場における新材料の事業機会となり得る点に注目したい。ただし、実験室レベルでの成果であり、商用化の具体的な計画や企業関与は記事からは確認できない。