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Chen, J.; 浅野 雅春; 前川 康成
no journal, ,
高導電性と高機械強度を両立するため、スーパーエンプラ芳香族炭化水素高分子であるポリエーテルエーテルケトン(PEEK)フィルムを用い、放射線架橋・グラフト重合、及びスルホン化反応の手法を組合せた技術により高性能な架橋PEEK電解質膜を合成し、その合成条件と燃料電池特性を調べた。その結果、電子線照射により架橋したPEEKフィルムは、グラフト溶液やスルホン化溶液に対して、溶解性が抑制された。また、ジビニルベンゼン(DVB)を熱グラフトしたことで、その後のスチレン放射線グラフト重合性が大幅に促進した。これは、反応の足場として導入したDVBが、放射線照射により多くのラジカルを生成し、結果的に重合を促進したと考えた。グラフトしたPEEKフィルムをスルホン化することで強靭な電解質膜を合成できた。
浅野 雅春; Chen, J.; 前川 康成
no journal, ,
塩化白金酸錯体,高分子電解質,炭素担体及びイソプロピルアルコールを含む混合物を放射線照射することで、塩化白金酸錯体が白金微粒子に還元され、炭素担体表面に担持できた。放射線照射線量が20kGy以上の場合、すべての白金酸が白金に還元されることがわかった。触媒層の作製では、塩化白金酸錯体,高分子電解質,炭素担体及びイソプロピルアルコールを含む混合物を30kGy照射した。このときの白金担持量は、触媒金属前駆体使用量から計算した値と一致した。このことから、30kGyの照射線量で白金微粒子の生成率が100%になることがわかった。また、作製した触媒層の燃料電池性能は、電流密度が2.0A/cm
まで運転ができ、最大エネルギー密度は0.7W/cmに達した。
三島 聡子*; 浅野 雅春
no journal, ,
果樹、野菜等の病害防除のために使われている殺菌剤の一つであるジメチルジチオカルバメート亜鉛(ジラム)を除去するため、チオ尿素を構造に持つ1-アリル-2-チオ尿素(ATU)に注目し、
線照射によりスチレン/ジビニルベンゼン共重合体の多孔性ポリスチレン粒子(PSD)に固定化し、それを用いたジラム濃縮性を検討した。ATUを固定化したPSD、100mgを円筒カラムに詰め、ジラム水溶液を通した。固定化PSDに吸着したジラムは、メタノールで溶出し、溶出溶液中のジラム濃度を、LC-MS-MSで測定した結果、ATUの固定化量が増加するのに伴って、ジラム吸着・溶出量が増加し、ATUを固定化しない照射のみのPSDのジラム吸着・溶出量の1.5倍になることがわかった。
長谷川 伸; Chen, J.; 越川 博; 岩瀬 裕希*; 小泉 智; 大沼 正人*; 前川 康成
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放射線グラフト重合による高分子基材への機能性付与は、基材膜自身の物性を阻害することなく、新たな機能を付加できる有用な方法である。今回、燃料電池用高分子電解質膜の開発を目的に、高温での機械特性及び耐久性に優れた芳香族系炭化水素であるポリエーテルエーテルケトン(PEEK)へイオン伝導性を有するスチレン誘導体の放射線グラフト重合を検討した。グラフト重合の進行は、PEEKの結晶化度とラメラ構造に影響することを見いだした。また、PEEKグラフト電解質膜を用いた燃料電池評価試験では、電解質膜の膜厚を10
m以下に調製した試料において、ナフィオン膜を上回る燃料電池特性が得られることを見いだしたので、その詳細を報告する。
線グラフト重合によるアニオン型電解質膜の作製とその電池特性; 架橋剤による効果越川 博; 八巻 徹也; 浅野 雅春; 前川 康成; 山口 進*; 山本 和矢*; 朝澤 浩一郎*; 山田 浩次*; 田中 裕久*
no journal, ,
クロロメチルスチレンの線グラフト重合及びトリメチルアミン(TMA)の四級化によりアニオン交換型電解質膜を作製し、OH
置換後の膜特性を検討している。膨潤によるヒドラジンの透過を防ぐ目的で、グラフト重合時に架橋剤のジビニルベンゼン(DVB)を0-1.5vol%加えて電解質膜を作製した。グラフト膜内のクロロメチル基をTMAで四級化した割合は、DVB 0vol%及び0.5vol%の条件のときは89-98%なのに対し、DVB 1.5vol%では12-64%に低下した。これは、架橋密度が高まるにつれて、TMAが膜内に浸透しにくくなるためと考えられる。ClformではDVB架橋によって含水率が低下したが、OHformでは架橋の効果は得られず、アニオン交換型電解質膜の膨潤抑制機構はプロトン交換型のそれと異なることが示唆される。
八巻 徹也; 越川 博; 澤田 真一; 箱田 照幸; 長谷川 伸; 浅野 雅春; 前川 康成; Voss, K.-O.*; Trautmann, C.*; Neumann, R.*
no journal, ,
本研究では、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)イオン穿孔膜の形成に対して、種々の酸化環境への曝露というエッチング前処理が及ぼす影響を調べた。厚さ25mのPVDF膜に対し、450MeV 
Xe又は2.2GeV 
Auイオンを3
10
310
個のフルエンスで照射した。エッチングの前処理として、室温下でKMnO
水溶液,純O
、あるいはO
に曝露した。80
Cの9M KOH水溶液を用い最長24時間エッチングすることでイオン穿孔膜を得た。Oで前処理した膜のみに穿孔形成の加速効果が確認され、トラックエッチング速度は最高で未処理膜の約21倍になった。赤外吸収スペクトルの測定から、O曝露で潜在飛跡内に生成した酸化種によってエッチング溶液の導入が容易になったことが、この著しい前処理効果の原因と推察している。
前川 康成; 榎本 一之; 高橋 周一; 濱川 翔太郎
no journal, ,
放射線グラフト重合によりフッ素系高分子膜中に成長したグラフト鎖が、膨潤により基材膜から脱離することを利用して、その分子量を詳細に解析した。その結果、(1)フッ素系基材へのスチレンのグラフト重合においては、グラフト率の増加に伴って、グラフト鎖の分子量は増加せず、グラフト鎖数が直線的に増加すること、(2)グラフト鎖の分子量は、吸収線量に依存しないという新たなグラフト重合機構に関する知見を得た。これらのことから、グラフト重合過程(数時間)において、グラフト鎖が成長し続けるポリエチレンなどの炭化水素系基材と異なり、フッ素系基材ではグラフト率に関係なくそのグラフト鎖はほとんど同じ分子量であることが明らかとなった。