具体实施方式

以下，对本发明详细地进行说明。关于以下所记载的构成要件的说明，有时基于代表性实施方式、具体例而完成，但是本发明并不限定于这种实施方式。另外，在本说明书中，使用“～”表示的数值范围是指将在“～”前后记载的数值作为下限值及上限值而包含的范围。并且，在本说明书中，“(甲基)丙烯酰胺”是指“丙烯酰胺”及“甲基丙烯酰胺”，“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”及“丙烯酸甲酯”。

＜聚合物材料＞

聚合物材料例如能够设为包括包含单官能单体和超过10摩尔％且为30摩尔％以下的多官能单体的单体混合物的聚合物的含胺聚合物材料。

单体混合物中的多官能单体的比例能够设为超过10摩尔％且为30摩尔％以下，还能够设为15摩尔％以上且30摩尔％以下。

关于聚合物材料，例如，能够适当地交联，或者、并且在不会过度溶胀的条件下聚合，浸渍于水中之后也为低含水性的同时，具有大量胺并且能够增加二氧化碳气体等酸性气体、水蒸汽的可逆吸收量。

并且，即使在高湿度的条件下，也能够可逆吸收大量酸性气体。即使在高湿度环境下使用的情况下，也不会因过度含水而溶胀，还能够以每单位体积高填充率长期使用。

并且，不会过度含水，还能够在通过加热等调温来扩散二氧化碳等气体时不需要用于调节水温的额外能量。

聚合物材料能够通过以下所记载的制造方法效率良好地制造。

＜聚合物材料的制造方法＞

聚合物材料的制造方法例如能够包括：聚合物合成工序，通过使包含单官能单体、多官能单体、溶剂及引发剂的反应混合物中的单体聚合来合成聚合物；及胺含浸工序，使聚合物含浸包含胺的处理液，将反应混合物的总单体浓度设为0.7摩尔/L以上，将反应混合物中所包含的单体中多官能单体的比例设为超过10摩尔％且为30摩尔％以下。

但是，在单官能单体具有氨基的情况下，还能够不进行上述胺含浸工序。

在聚合物材料的制造方法中，通过将反应混合物的总单体浓度及多官能单体的比例设在上述范围内，能够有效率地获得低含水性的同时气体可逆吸收量大的聚合物材料。

并且，也能够用相对少量的溶剂合成足够量的聚合物，还能够防止制造装置变得大规模。

并且，所获得的聚合物材料的溶胀性低，由此在作为气体吸收材料、气体分离材料产品化时，还能够将其体积填充率设置得足够大。

以下，对各工序详细地进行说明。

[1]聚合物合成工序

在本工序中，通过使包含单官能单体、多官能单体、溶剂及引发剂的反应混合物中的单体聚合来合成聚合物。

以下，对聚合物合成工序中使用的各单体、溶剂、引发剂及根据需要使用的表面活性剂、以及聚合反应的条件、聚合物的后处理进行说明。

[单官能单体]

“单官能单体”例如为在分子内仅具有1个聚合性基团的单体。作为聚合性基团，例如，能够举出具有乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯乙烯基等乙烯性不饱和基团的聚合性基团等。

所制造的聚合物的气体可逆吸收能力例如通过氨基与气体成分反应、或氨基、气体成分及水的反应来显现，但是在此使用的单官能单体例如可以是具有氨基的单官能单体，也可以是不具有氨基的单官能单体。

并且，也可以组合使用不具有氨基的单官能单体和具有氨基的单官能单体。

另外，在作为单官能单体使用具有氨基的单官能单体的情况下，可以不进行后述的“胺含浸工序”。

作为不具有氨基的单官能单体，例如，能够举出丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸盐、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸盐、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸盐、N-烷基丙烯酰胺、N-烷基甲基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、N,N-二烷基丙烯酰胺、N-(羟烷基)丙烯酰胺、(羟烷基)丙烯酸酯、N,N-二烷基甲基丙烯酰胺、N-(羟烷基)甲基丙烯酰胺、(羟烷基)甲基丙烯酸酯等，并且，还能够使用其他取代(甲基)丙烯酰胺。

作为不具有氨基的单官能单体的具体例，能够举出N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-丙基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺、N-丙基甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N,N-二丙基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基甲基丙烯酰胺、N,N-二丙基甲基丙烯酰胺等。

在此，末端的丙基可以是正丙基，也可以是异丙基。

这些不具有氨基的单体可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。

在单官能单体具有氨基的情况下，该氨基可以是伯氨基、仲氨基、叔氨基中的任一个。

“氨基”还能够不表示构成酰胺结构(-CO-NR₂：R为氢原子或取代基)的氨基。

单官能单体所具有的氨基还能够设计有作为共轭酸的酸解离常数(pKa)。

从提高所制造的聚合物的二氧化碳吸收效率的观点出发，吸收二氧化碳的环境下的氨基的酸解离常数(pKa)能够与碳酸的酸解离常数(pKa)等同、或者比其大。

伯氨基、一部分仲氨基与二氧化碳形成牢固的共价键，有时无法扩散一时吸收的二氧化碳。

因此，在单官能性单体具有氨基的情况下，在氨基中，能够是仲氨基、叔氨基，也能够是在附近具有羟基、酰胺基、烷基的仲氨基、叔氨基，还能够是二甲基氨基等二烷基氨基。

并且，可以是作为胺具有哌啶、哌嗪等环状胺或其衍生物的单官能单体。

在氨基的酸解离常数过高的情况下，在扩散时有时无法有效率地扩散二氧化碳。

因此，通过使具有疎水性侧链的单体与具有氨基的单体一起共聚、或者导入一定量的多官能单体，还能够设为凝胶内的氨基的周围混杂的环境。

单官能单体中的氨基可以与构成聚合物的主链的部分键合，也可以与构成侧链的部分键合，但是还能够与构成侧链的部分键合。

并且，单官能单体所具有的氨基的数量并无特别限定，可以是1个，也可以是2个以上。

在单体具有2个以上的氨基的情况下，各氨基可以相同，也可以不同。

作为具有氨基的单体，例如，能够举出N-(氨基烷基)丙烯酰胺、N-(氨基烷基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸氨烷基酯、甲基丙烯酸氨烷基酯等。

在这些单体中，氨基可以被烷基等取代基取代。

作为具有氨基的单体的具体例，能够举出N,N-二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基氨基丙基甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基乙基甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基氨基乙基甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基丙基甲基丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基丙基甲基丙烯酸酯、N,N-二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯、N,N-二甲基氨基丙基丙烯酰胺、N,N-二乙基氨基丙基丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基乙基丙烯酰胺、N,N-二乙基氨基乙基丙烯酰胺、3-氨基丙基甲基丙烯酰胺、3-氨基丙基丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基丙基丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基丙基丙烯酸酯、N,N-二甲基氨基乙基丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基乙基丙烯酸酯、3-氨基丙基甲基丙烯酸酯、3-氨基丙基丙烯酸酯等。

或者，可以是这些化合物和酸性物质的盐、例如盐酸盐、重碳酸盐。或者，可以是通过使具有伯胺、仲胺的市售的低聚胺、多胺与丙烯酸、甲基丙烯酸或它们的衍生物缩合而合成的丙烯酰胺。

并且，乙烯亚胺、乙烯胺、烯丙胺、烯丙胺盐酸盐等也能够用作具有氨基的单体。

这些具有氨基的单官能单体可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。

[多官能单体]

“多官能单体”例如为在分子内具有2个以上的聚合性基团的单体。关于聚合性基团的具体例，能够参考[单官能单体]一栏的记载。多官能单体所具有的聚合性基团的数量并无特别限制，但是能够设为2～6个、或2～5个、或2～4个、或2个。多官能单体所具有的多个聚合性基团可以相同，也可以不同。通过反应混合物以规定的比例包含多官能单体，在聚合物链之间形成交联结构，能够获得抑制了含水性、溶胀度的坚硬的聚合物。

通过使适当量的多官能单体与具有氨基的单体共聚，在氨基的周围导入疎水性、空间位阻，使二氧化碳扩散条件下的氨基的酸解离常数降低，从而能够合成有效率地进行扩散的材料。此时，若多官能单体的导入量过多，则二氧化碳吸收条件下的氨基的酸解离常数变得过低，因此二氧化碳吸收量降低。因此，适当地设计多官能单体的导入量是重要的。

作为多官能单体，例如，能够举出多官能(甲基)丙烯酰胺系单体、多官能(甲基)丙烯酸酯系单体、钛交联剂等交联剂，能够使用具有2个聚合性基团的丙烯酰胺系单体(丙烯酰胺衍生物)。作为具有2个聚合性基团的丙烯酰胺系单体，能够例示N,N’-亚烷基双(甲基)丙烯酰胺。在此，N,N’-亚烷基双(甲基)丙烯酰胺的亚烷基的碳原子数并无特别限定，但是能够设为1～12、或1～4、或1～2。作为具有2个聚合性基团的丙烯酰胺衍生物的具体例，能够举出N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)。并且，代替亚烷基，还能够将低聚乙烯亚胺、N,N’-双(2-氨基乙基)-1,3-丙二胺、亚氨基双丙基胺、甲基亚氨基双丙基胺、1,4-(双氨基丙基)哌嗪等具备具有氨基的直链状或环状交联链的交联剂用作多官能单体。同样地，代替亚烷基，还能够将低聚乙二醇构成交联链的交联剂用作多官能单体。并且，作为多官能(甲基)丙烯酸酯系单体的具体例，能够举出乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDM A)。

这些多官能单体可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。

[具有疎水性基团的单体]

反应混合物可以包含具有疎水性基团的单体。

“疎水性基团”能够表示烷基或苯基等难溶于水的官能团。

具有疎水性基团的单体例如可以是具有疎水性基团而不具有氨基的单官能单体，也可以是具有疎水性基团的多官能单体。

均具有疎水性基团和氨基的单官能单体能够分类为“具有氨基的单官能单体”，具有疎水性基团的多官能单体能够分类为“多官能单体”。由此，将具有疎水性基团而不具有氨基的单官能单体称为“具有疎水性基团的单官能单体”。

作为单体所具有的疎水性基团，例如，能够举出由C_XH_2X或C_XH_2X+1(X为整数)表示的烃基，能够设为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、环戊基、异戊基、己基、环己基等。并且，如羟乙基、羟丙基、羟丁基那样，疎水性基团可以是上述疎水性基团的氢原子被羟基取代而得的基团。

单体中的疎水性基团可以与构成聚合物的主链的部分键合，也可以与构成侧链的部分键合，但是能够与构成侧链的部分键合。并且，单体所具有的疎水性基团的数量并无特别限定，可以是1个，也可以是2个以上。在单体具有2个以上的疎水性基团的情况下，各疎水性基团可以相同，也可以不同。

作为具有疎水性基团的单体的具体例，能够举出N-烷基丙烯酰胺、N-烷基甲基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、N,N-二烷基丙烯酰胺、N-(羟烷基)丙烯酰胺、(羟烷基)丙烯酸酯、N,N-二烷基甲基丙烯酰胺、N-(羟烷基)甲基丙烯酰胺、(羟烷基)甲基丙烯酸酯、N-苯基甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酸苯酯等。

这些具有疎水性基团的聚合物可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。

[单体的组合]

作为单官能单体与多官能单体的组合，例如，可举出具有氨基的单官能单体与多官能单体的组合、均不具有氨基和疎水性基团的单官能单体与多官能单体的组合、具有疎水性基团的单官能单体与多官能单体的组合、具有氨基的单官能单体、具有疎水性基团的单官能单体及多官能单体的组合、具有氨基的单官能单体、均不具有氨基和疎水性基团的单官能单体及多官能单体的组合等。

作为具有氨基的单官能单体与多官能单体的组合，能够举出N-(氨基烷基)(甲基)丙烯酰胺与具有2个聚合性基团的丙烯酰胺衍生物或具有2个聚合性基团的(甲基)丙烯酸酯的组合。作为具体例，可举出N,N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺(DMAPM)与N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)的组合。

作为具有氨基的单官能单体、具有疎水性基团的单官能单体及多官能单体的组合，能够举出N-(氨基烷基)(甲基)丙烯酰胺、N-烷基(甲基)丙烯酰胺及具有2个聚合性基团的丙烯酰胺衍生物或具有2个聚合性基团的(甲基)丙烯酸酯的组合。作为具体例，可举出N,N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺(DMAPM)、N-叔丁基丙烯酰胺(TBAm)及N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)的组合。

作为不具有氨基及疎水性基团的单官能单体与多官能单体的组合，能够举出N,N-二烷基(甲基)丙烯酰胺与具有2个聚合性基团的丙烯酰胺衍生物或具有2个聚合性基团的(甲基)丙烯酸酯的组合、N-烷基(甲基)丙烯酰胺及具有2个聚合性基团的丙烯酰胺衍生物或具有2个聚合性基团的(甲基)丙烯酸酯的组合。作为具体例，可举出N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺(DMAm)与N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)的组合、N-异丙基丙烯酰胺(NiPAm)与N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)的组合。

[溶剂]

溶剂作为聚合反应的反应介质发挥作用。通过反应混合物包含溶剂，能够合成在聚合物内的氨基的周围具有适当的空间的状态的聚合物。因此，通过添加适当的溶剂聚合而获得的聚合物的气体可逆吸收能力趋于变高。

作为溶剂，能够举出水、醇(甲醇、乙醇、异丙醇等)、二甲亚砜等极性溶剂，可以是将这些极性溶剂组合2种以上而成的混合溶剂。并且，能够使用水、或水与其他极性溶剂的混合溶剂，也能够使用水与醇的混合溶剂，还能够是水和乙醇，还能够使用水与甲醇的混合溶剂。水与醇的混合容量比(水：醇)能够设为1:0～1:1、或1:0.2～1:0.8、或1:0.3～1:0.5。在溶剂中可以包含盐类、可溶于溶剂的高分子。

[引发剂]

引发剂是为了引发单体的聚合反应而加入的化合物，能够使用通过施加能量而能够转换为反应性高的中间体的化合物。例如，能够举出通过加热产生自由基、阳离子等活性种的热聚合引发剂、通过光照射产生自由基、阳离子、阴离子等活性种的光聚合引发剂。作为热自由基聚合的引发剂，能够举出2,2’-偶氮双(2-甲基丙腈)(AIBN)、2,2’-偶氮双丁腈、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)(V-65)、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)(V-70)等偶氮化合物、过氧化苯甲酰、叔丁基氢过氧化物、双氧水、过硫酸盐、叔丁基氢过氧化物+硫酸亚铁等过氧化物等，作为热阳离子聚合引发剂，能够举出苯磺酸酯、烷基锍盐等。并且，作为通过紫外线照射、电子束照射产生自由基的引发剂，能够举出安息香衍生物、苄基衍生物、苯乙酮衍生物、二苯甲酮衍生物、偶氮衍生物等。

AIBN等引发剂可以在纯化(重结晶)之后使用，也可以不纯化而使用。

[表面活性剂]

根据需要，可以在反应混合物中添加表面活性剂等。由此，能够合成均匀的聚合物。

作为添加剂，能够使用聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇等两亲性高分子、其低聚物、或十六烷基三甲基溴化铵等离子性表面活性剂等。

[聚合反应]

在制造方法中，通过在包含如上述的单官能单体、多官能单体、溶剂及引发剂的反应混合物中使单体聚合来制造聚合物，但是此时，能够将反应混合物的总单体浓度设为0.7摩尔/L以上，将反应混合物中所含有的单体中的多官能单体的比例设为超过10摩尔％且为30摩尔％以下。在此，反应混合物的“总单体浓度”例如能够表示反应混合物每1L所包含的所有单体的总摩尔数。

若在上述反应混合物中使单体聚合，则合成具有包含源自单官能单体的构成单元的聚合物链和源自多官能单体的交联结构的聚合物。此时，在制造方法中，能够将反应混合物的总单体浓度设定为高达0.7摩尔/L以上，在有限体积的反应混合物中，聚合物链彼此能够通过相互作用、缠结而有效率地形成非共价键合的交联点，进而利用交联剂通过共价键合的交联在结构稳定化的状态下聚合。其结果，聚合物不会在湿润状态下过度含水、变形。能够在保持每单位质量的气体可逆吸收量的状态下，以高产率合成溶胀性低、即每单位体积的气体可逆吸收量大的聚合物。

并且，能够将总单体浓度设为0.7摩尔/L以上，并且将单体中的多官能单体的比例设为10摩尔％以上，还能够在聚合物链之间相对紧密地形成交联结构。由此，可获得坚硬且含水量、溶胀性更低的聚合物。而且，还能够将总单体浓度的上限值设为4摩尔/L，并且将多官能单体的比例的上限值设为30摩尔％，还能够抑制由这些浓度过高引起的每单位质量的气体可逆吸收量的降低。由以上内容，能够高生产率地制造每单位体积的气体可逆吸收量大的聚合物材料。

反应混合物中的单体的总浓度例如能够设为1.0～2.8摩尔/L或1.5～3摩尔/L。

单体中的多官能单体的比例例如超过10摩尔％且为30摩尔％以下，能够设为15摩尔％以上且30摩尔％以下。

在反应混合物中含有具有氨基的单官能单体的情况下，单体中具有氨基的单官能单体的比例例如能够设为1～95摩尔％、或5～90摩尔％、或30～85摩尔％。

在反应混合物中含有具有疎水性基团的单官能单体的情况下，单体中具有疎水性基团的单官能单体的比例例如能够设为1～50摩尔％、或5～45摩尔％、或10～43摩尔％。

在反应混合物中含有具有氨基的单官能单体和具有疎水性基团的单官能单体的情况下，具有氨基的单官能单体与具有疎水性基团的单官能单体的摩尔比例如能够设为95:5～5:95或3:1～1:2。

混合反应混合物的各成分的步骤并无特别限制，但是在并用具有氨基的单官能单体和具有疎水性基团的单官能单体的情况下，对包含具有氨基的单官能单体、多官能单体及水的混合物进行加热之后，能够在该混合物中加入具有疎水性基团的单官能单体，或者能够在混合物中添加具有疎水性基团的单官能单体作为醇溶液。由此，能够一边将溶剂量抑制为较少，一边均匀地混合各单体。

反应混合物的反应温度例如能够设为0～200℃、或30～120℃、或50～105℃。

反应时间例如能够设为0.1～5小时或0.2～3小时。

[聚合物的后处理]

在本发明的制造方法中，在反应液中低溶胀性聚合物作为沉淀物生成或者反应液整体凝胶化。所生成的聚合物可以机械粉碎而制成浆料或粉末，也可以从反应液中去除液体成分，并将剩余的沉淀物(聚合物)机械粉碎而制成粉末。并且，也可以使所获得的粉末悬浮于分散介质来制备浆料。

关于凝胶的粉碎，能够使用各种粉碎机来进行。例如，能够通过颚式破碎机、回转式破碎机、冲击式破碎机、对辊破碎机、辗碎机、粉碎机、半自磨机、自磨机、球磨机、棒磨机、喷射式粉碎机、磨碎机、挤出/剪切式粉碎机、碎肉机、菲兹微粉碎机来进行。

并且，可以将所制备的浆料进行涂布并干燥来形成包含聚合物粉体的多孔膜，也可以通过对浆料进行过滤而使聚合物在过滤器上以膜状残留，并对其进行干燥来形成聚合物的膜、填充层。

在以往的气体吸收材料中所使用的聚合物粒子中，若粒子吸收水分而溶胀，则粒子溶胀而粒子之间的空隙被堵住。因此，难以去除粒子之间的水分，难以进行过滤、干燥。相对于此，本发明的聚合物的粉末的溶胀性低，因此通过过滤提取等方法也能够容易地成型为膜的形式、填充层的形状。成形或填充为膜状的聚合物还能够在暂且保管之后重新分散于水中而制膜或重新填充，或者与树脂进行混炼而成形。

作为浆料的涂布方法，例如，能够举出砂纸法、喷涂法、浇铸法、棒涂法、、辊涂法、绕线棒涂布法、浸涂法等。

并且，在上述反应液中生成的聚合物的沉淀物、由沉淀物制备的粉末、浆料及膜可以进行冷冻干燥或喷雾干燥。或者，可以使用流动层通过热风进行干燥。关于本发明的聚合物，即使在冷冻干燥之后再次分散于水中的情况下，也不会过度供水而保持适当的溶胀性。干燥一次之后再次溶胀时，可以添加盐酸、二氧化碳等酸。或者，可以在干燥时添加聚乙二醇、甘油等挥发性低且亲水性高的树脂，以加速重新溶胀。

并且，由聚合物的沉淀物制备的粉末、浆料、膜及它们的冷冻干燥物能够根据需要进行清洗，并供于下述气体吸收材料。

[2]胺含浸工序

在本发明的制造方法中，使在聚合物合成工序[1]中获得的聚合物含浸包含胺的处理液(以下，称为“含胺处理液)而获得聚合物材料。但是，在聚合物合成工序[1]中，使用包含氨基的单官能单体的情况下，可以不进行胺含浸工序。

若使聚合物含浸含胺处理液，则含胺处理液侵入到聚合物链之间并扩散，聚合物成为包含胺的状态。此时，在上述聚合物合成工序中获得的聚合物中，在聚合物链之间相对紧密地形成有交联结构，由此即使含浸含胺处理液，也难以溶胀，保持坚硬的状态。如此获得的聚合物材料中，通过抑制了聚合物的溶胀而在填充时气体良好地扩散、胺的氨基、源自单官能单体的氨基作为可逆地吸收气体的官能团有效地发挥作用，由此显示优异的气体可逆吸收能力。

以下，对胺含浸工序中使用的含胺处理液及胺含浸处理的条件进行说明。

[含胺处理液]

关于胺含浸工序中使用的含胺处理液，只要是包含胺的液态材料即可，例如，可以是将胺溶解于溶剂中来制备的胺溶液，也可以是液态胺。并且，含胺处理液可以包含适当量的水。

(胺)

含胺处理液中所含有的胺可以是低分子胺及高分子胺中的任一个。

胺的分子量例如能够设为61～10000、或75～1000、或90～500。

关于可用作胺的化合物的说明和具体例，能够参考后述吸收促进剂及扩散促进剂的说明中的低分子胺的说明和具体例。

(溶剂)

在作为含胺处理液使用胺溶液的情况下，例如，能够将作为溶解物的胺溶解于该溶剂中，并且能够使用与聚合物的相溶性高且二氧化碳、碳酸氢根离子的溶解度高的溶剂。具体而言，能够举出水、乙二醇、甘油等，可以是将这些溶剂组合2种以上而成的混合溶剂。

胺溶液中的胺的浓度以胺浓度换算计例如能够设为0.1～12N、或1～10N、或3～9N。

(其他成分)

在含胺处理液中可以添加除了胺、溶剂以外的成分(其他成分)。作为其他成分，能够举出抗氧化剂、阻氧化剂等。

[胺含浸处理的条件]

关于对聚合物的含胺处理液的含浸(胺含浸处理)，例如能够通过在含胺处理液中浸渍聚合物来进行。

供于处理的聚合物可以是干燥的聚合物，也可以是通过水等液体溶胀的聚合物。若将通过液体溶胀的聚合物浸渍于含胺处理液中，则该液体的至少一部分被含胺处理液置换，可获得在内部包含含胺处理液或该液体与含胺处理液的混合液的聚合物材料。

用于胺含浸处理的含胺处理液的量能够设为供于处理的聚合物的质量的例如0.1～10倍、或0.2～5倍、或0.3～3倍。

含胺处理液的温度例如能够设为5～100℃、或10～80℃、或15～60℃。

胺含浸处理的处理时间根据含胺处理液的浓度、温度而不同，但是例如能够设为0.1～100小时、或1～24小时、或2～12小时。

并且，能够一边振荡浸渍了聚合物的含胺处理液一边进行胺含浸处理。

＜聚合物材料＞

接着，对本发明的聚合物材料进行说明。

本发明的聚合物材料的特征在于通过本发明的制造方法来制造。

关于本发明的制造方法的说明，能够参考上述＜聚合物材料的制造方法＞一栏的记载。

本发明的聚合物材料例如有：(A)含有具有包含源自单官能单体的构成单元的聚合物链和源自多官能单体的交联结构的聚合物及源自含胺处理液的胺的方式；及(B)含有具有包含源自具有氨基的单官能单体的构成单元的聚合物链和源自多官能单体的交联结构的聚合物，不含源自含胺处理液的成分的方式。(A)方式中的单官能单体及(B)方式中的多官能单体可以具有氨基，也可以不具有氨基。本发明的聚合物材料中，在聚合物的构成单元及含浸的胺中的至少一者含有氨基，由此能够选择性地吸收二氧化碳、硫化氢等酸性气体。并且，通过进行加热，引起pKa的降低、疎水性基团的疎水性相互作用的增大等相转变，扩散所吸收的酸性气体。即，本发明的聚合物材料具有选择性地且可逆地吸收酸性气体的气体可逆吸收能力。并且，本发明的聚合物材料通过本发明的制造方法来制造，因此含水性、溶胀性低。因此，在作为气体吸收材料、气体分离材料产品化时，能够将其体积填充率设置得足够大并且，在使包含水分的气体在应用了该产品的气体回收装置中流动的情况下，聚合物含水而溶胀，但是只能吸收有限量的水，膨胀程度受到限制。因此，能够充分地确保气体流路，并且能够将用于气体扩散的加热工序所需的热量抑制为较低。并且，即使在吸收材料中添加液体的水的情况下也可保持含水的聚合物之间的间隙，能够充分地确保水的流路，并且能够通过之后的气体的流通容易地排出水并将气体导入到空隙中。由此，本发明的聚合物材料能够有效地用作用于可逆地吸收二氧化碳等酸性气体的气体吸收材料，该气体吸收材料能够有效地用作用于从混合气体中分离酸性气体的气体分离材料。

以下，对本发明的聚合物材料所包含的聚合物的平均分子量、聚合物具有氨基、疎水性基团时的各基团的量、聚合物的物性值、以及聚合物材料含有胺时的胺的含量进行说明。

[聚合物的平均分子量、氨基及疎水性基团的量]

在聚合物具有氨基的情况下，该氨基的量例如能够设为1mmol/g～23mmol/g、或1mmol/g～18mmol/g、或2mmol/g～7mmol/g。或者，所有单体中的具有氨基的单体的比例例如能够设为5～100mol％、或30～100mol％、或50～90mol％。

在聚合物具有疎水性基团的情况下，该疎水性基团的量例如能够设为1mol％～50mol％、或5mol％～45mol％、或10mol％～43mol％。

聚合物的交联度例如能够设为0mol％～50mol％、或5mol％～40mol％、或10mol％～30mol％。

在聚合物材料含有胺的情况下，其含量能够设为聚合物的每单位干重例如1～30mmol/g、或2～20mmol/g、或3～10mmol/g。

[聚合物的溶胀度]

本发明的聚合物材料所含有的聚合物的溶胀度，例如能够以长期含浸于水中时的含水量进行评价。

[聚合物的含水量]

本发明的聚合物材料所含有的聚合物中，通过过量水溶胀时的含水量例如能够设为4克/克聚合物以下、或3克/克聚合物以下、或2克/克聚合物以下。

在此，聚合物的“含水量”是指将用手持搅拌器对加入过量水并在室温下静置了一夜的高分子进行粉碎之后，通过使用了滤纸、金属筛网的过滤去除水分之后的润湿状态的聚合物重量设为M₁，将本聚合物通过冷冻干燥、自然干燥进行了干燥时的聚合物重量设为M₀时，通过下述式求出的值。

含水量＝(M₁-M₀)/M₀

[聚合物材料的气体可逆吸收能力]

聚合物材料中，每单位干燥聚合物重量的CO₂可逆吸收量例如能够设为30mL/g以上、或45mL/g以上、或60mL/g以上。由此，例如在应用于从废气中回收二氧化碳的气体回收装置时，能够有效率地吸收并回收废气中所包含的二氧化碳。

关于CO₂可逆吸收量的测定方法，能够参考实施例中的(CO₂可逆吸收试验)一栏的记载。

[聚合物材料的方式]

本发明的聚合物材料的方式并无特别限定，例如可以是粉末、浆料、膜、块体等中的任一种。关于粉末、浆料、膜的制作方法，能够参考聚合物材料的制造方法中的[聚合物的后处理]一栏的记载。

＜气体吸收材料＞

接着，对本发明的气体吸收材料进行说明。

本发明的气体吸收材料含有本发明的聚合物材料。

本发明的气体吸收材料通过含有本发明的聚合物材料，具有吸收二氧化碳、硫化氢等酸性气体或水蒸汽之后，根据温度、气体分压的变化来扩散酸性气体或水蒸汽的气体可逆吸收能力。关于本发明的聚合物材料的说明，能够参考上述＜聚合物材料＞一栏的记载。

本发明的气体吸收材料除了本发明的聚合物材料以外，还可以含有除了本发明的聚合物材料以外的成分(其他成分)。作为可用于气体吸收材料的其他成分，例如能够举出水分、pKa调节剂、吸收促进剂、扩散促进剂、吸湿剂、抗氧化剂、热塑性树脂、填料等。水分例如能够通过使用水、水蒸汽有意地加水而包含在气体吸收材料中。加水时，例如还能够添加二氧化碳气体、碳酸氢根离子。

[pKa调节剂]

关于pKa调节剂，例如能够以通过在聚合时添加来将聚合之后的聚合物的pKa调整为所期望的值等为目的进行添加。由此，能够控制被聚合物吸收的气体的种类、选择性地透过气体吸收材料的气体、液体的种类、透过流束、相对于其他气体的吸收对象气体的选择率等。作为pKa调节剂，例如能够使用能够对聚合物的氨基进行质子化或去质子化的物质，例如能够根据所期望的pKa适当地调整浓度来使用盐酸等酸、氢氧化钠等碱。并且，也能够根据基于多官能单体的交联率，调节聚合物内的胺周围的聚合物密度、胺间距、极性等局部环境来控制胺的PKa，因此可以将上述多官能单体兼用作pKa调节剂。并且，还能够通过在聚合时添加疎水性单体、醇、亲水性聚合物来调节胺周围的聚合物密度、胺间距、极性等局部环境来控制胺的pKa，因此可以将它们兼用作pKa调节剂。

[吸收促进剂、扩散促进剂]

吸收促进剂为具有促进酸性气体吸收到本发明的聚合物的功能的化合物。扩散促进剂为具有促进酸性气体从聚合物扩散的功能的化合物。在本发明中，可以使用具有吸收促进剂和扩散促进剂这两种功能的吸收扩散促进剂。这些吸收促进剂、扩散促进剂、吸收扩散促进剂可以分别兼具使气体吸收材料稳定化的稳定化剂的功能。本发明的气体吸收材料中的吸收促进剂、扩散促进剂、吸收扩散促进剂的总含量能够设为每1g固体成分例如0.05mL以上、或0.1mL以上。并且，气体吸收材料中的吸收促进剂的含量以胺浓度换算计例如能够设为0.1～12N、或1～10N、或3～9N。

作为吸收促进剂、扩散促进剂、吸收扩散促进剂，能够使用低分子胺。低分子胺的分子量例如可以使用61～10000、或75～1000、或90～500。关于低分子胺的沸点，从能够长期利用且实用的观点出发，例如可以使用80℃以上、或120℃以上、或150℃以上。可以使用具有为了沸点上升而如离子液体那样与抗衡离子形成盐的部位，并且成为液体的含胺化合物。

在低分子胺中可以包含伯氨基、仲氨基、叔氨基、铵基、咪唑鎓基中的任一个，也可以包含多个氨基、铵基、咪唑鎓基，例如可以包含1～3个。并且，仲氨基、叔氨基可以是环状氨基。而且，在低分子胺中可以包含除了氨基、铵基、咪唑鎓基以外的官能团，例如可以包含羟基。低分子胺中所包含的羟基可以是0～2个。作为低分子胺，能够例示具有氨基和羟基的胺、具有3个氨基的胺等，例如能够例示具有仲氨基和羟基的胺等。在高浓度区域中能够特别飞跃性地提高酸性气体的扩散量，适于重复利用，因此例如可以选择沸点为150℃以上的具有仲氨基和羟基的胺。

作为低分子胺，能够举出由下述式表示的具体化合物。

[化学式1]

这些中，尤其，从能够增加酸性气体的扩散量的观点出发，可以选择DMAE、IPAE，Bis(2DMAE)ER、1-2HE-PRLD、1-2HE-PP、TM-1,4-DAB、TMHAD、PMDETA，其中，从沸点相对高，不易蒸发的观点出发，可以选择IPAE、Bis(2DMAE)ER、1-2HE-PP、TM-1,4-DAB、TMHAD、PMDETA，从通过提高其浓度而能够显著地增加酸性气体的扩散量的观点出发，可以选择IPAE、TM-1,4-DAB、TMHAD、PMDETA，从容易获得的观点出发，可以选择IPAE、TMHAD、PMDETA。

[吸湿剂]

关于能够用作添加剂的吸湿剂，例如能够使用在制成饱和水溶液时25℃下的相对湿度成为90％以下的吸湿剂。作为这种吸湿剂，例如能够举出溴化物离子、氯化物离子、乙酸离子、碳酸离子、碳酸氢根离子、锂离子、钾离子、钙离子、镁离子、钠离子等离子。并且，作为这种吸湿剂，例如还能够举出溴化锂、氯化锂、氯化钙、乙酸钾、氯化镁、碳酸钾、碳酸钠等的盐。在添加吸湿剂的情况下，其添加量相对于气体吸收材料总量例如能够设为0.01～10质量％。

[抗氧化剂]

关于能够用作添加剂的抗氧化剂，通过添加而能够抑制或防止氧化。作为这种抗氧化剂，例如能够举出维生素C(抗坏血酸)、维生素E(生育酚)、BHT(二丁基羟基甲苯)、BHA(丁基羟基茴香醚)、异抗坏血酸钠、没食子酸丙酯、亚硫酸钠二氧化硫、对苯二酚及其衍生物。在添加抗氧化剂的情况下，其添加量相对于气体吸收材料总量例如能够设为0.01～10质量％。

[热塑性树脂]

在气体吸收材料中可以含有热塑性树脂。由此，能够将热塑性树脂和本发明的聚合物及根据需要添加的其他成分进行混炼而成形为颗粒、薄膜。

作为热塑性树脂，能够使用公知的热塑性树脂。例如，能够举出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等聚烯烃、改性聚烯烃、聚酰胺、热塑性聚酰亚胺、芳香族聚酯等液晶聚合物、聚苯醚、聚苯硫醚、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚醛树脂、苯乙烯系、聚烯烃系、聚氯乙烯系、聚氨酯系、聚乳酸乙酯等聚酯系、聚酰胺系、聚丁二烯系、反式聚异戊二烯系、氟橡胶系、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯等氯化聚乙烯系等各种热塑性弹性体等、或以它们为主的共聚物、混合物、聚合物合金等，例如能够选择聚乙烯等聚烯烃系树脂。在气体吸收材料中含有热塑性树脂的情况下，热活性树脂的含量相对于气体吸收材料总量例如能够设为10～40质量％。

[填料]

在气体吸收材料中可以含有填料。由此，能够在气体吸收材料形成空隙，促进气体向气体吸收材料内部的扩散，能够提高气体的可逆吸收速度、可逆吸收量。而且，通过使用具有气体吸附能力的填料，除了吸收材料的气体吸收以外，还能够发挥吸附材料的气体吸附。已知气体吸附材料以低湿度发挥大的气体可逆吸附能力，气体吸收材料在高湿度下发挥大的气体吸收性能，因此通过将气体吸附剂用作填料而能够实现在宽湿度条件下具有大的气体可逆吸附能力的材料。作为具有气体吸附能力的填料，例如可以使用各种活性炭、沸石等具有大的孔隙面积的材料。可以选择使用具有特别大的二氧化碳气体吸附能力的吸附材料。并且，在构成气体吸收材料的聚合物材料包含水而凝胶化的情况下、或在为凝胶化的聚合物的粉碎物(聚合物粉碎物)的情况下，若添加填料，则体积变小而填充量变大，能够提高气体可逆吸收能力。在填料中能够优选使用后述的一次粒径为1000nm以下的微粒。而且，若对包含聚合物粉碎物和填料的气体吸收材料进行粉碎，则能够进一步提高气体可逆吸收能力。关于该包含聚合物粉碎物和填料的气体吸收材料的粉碎，能够通过使用了珠磨机等的行星型球磨机装置来进行。

填料可以选择粉末状填料，以促进气体向吸收材料内部的扩散。并且，可以采用一次粒子的平均粒径例如为1000nm以下的微粒。在此所说的一次粒径能够通过透射型电子显微镜观察来测定。本发明中使用的一次粒径为1000nm以下的微粒可以仅包含一次粒径为1000nm以下的微粒。关于粒径，以平均一次粒径计能够设为0.1nm～1000nm、或0.3nm～500nm、或0.5nm～300nm、或1nm～200nm、或1.5nm～100nm、或2nm～50nm、或2.5nm～25nm。由此，在气体吸收材料的成形体更可靠地形成气体扩散相，气体的吸收速度及扩散速度趋于进一步提高。微粒可以是1次粒子凝聚的微粒。凝聚体优选为100nm～200μm，更优选为500nm～100μm，最优选为2.5μm～50μm。并且，填料中，可以使用水接触角例如为70°以上的微粒。水接触角可以是80°以上、或100°以上、或110°以上、或120°以上、或130°以上、或140°以上。

一次粒径为1000nm以下的微粒

以下，对可用作填料的一次粒径为1000nm以下的微粒具体地进行说明。

一次粒径为1000nm以下的微粒可以由无机材料构成，也可以由有机材料构成，还可以组合有机材料和无机材料而构成。并且，微粒可以是憎水性微粒，也可以是亲水性微粒，但是优选为憎水性微粒。通过微粒为憎水性微粒，可抑制由微粒形成的空隙被气体吸收材料中所包含的水分堵住，该空隙作为气体扩散相有效地发挥作用。

在此，“憎水性微粒”是指一次粒径为1000nm以下且水接触角为70°以上的微粒。微粒的“水接触角”是指对由该微粒形成的微粒沉积膜的表面测定的与水的接触角。该微粒沉积膜表面的水接触角能够通过对水静态接触角测定来测定。

憎水性微粒的水接触角优选为80°以上，更优选为100°以上，进一步优选为110°以上，更进一步优选为120°以上，尤其优选为130°以上，最优选为140°以上。

(憎水性微粒)

一次粒径为1000nm以下的憎水性微粒可以是其本身具有憎水性的微粒，也可以是在成为基材的粒子(基材粒子)的表面赋予了憎水性的微粒。作为在基材粒子的表面赋予了憎水性的微粒，能够举出在基材表面形成了憎水性被膜的带被膜的微粒、对基材粒子实施了用于赋予憎水性的表面修饰的表面修饰微粒。

首先，作为其本身具有憎水性的微粒，能够举出炭黑。作为炭黑，例如能够举出乙炔黑、炉法炭黑、槽法炭黑、热碳黑、灯黑、科琴黑等，其中，优选乙炔黑。

作为其他憎水性微粒，还能够举出包含CNovel(多孔碳，Toyo Tanso Co.,Ltd.制造)、氧化钛、介孔氧化硅等的微粒。

并且，作为其本身具有憎水性的微粒，还能够使用由憎水性有机材料形成的微粒。作为可用于粒子的形成的憎水性有机材料，能够举出包含由-(CA¹A²-CA³A⁴)-表示的构成单元的氟树脂(其中，A¹～A⁴表示氢原子、氟原子、氯原子或全氟烷基，A¹～A⁴中的至少1个为氟原子)。作为氟树脂的具体例，能够举出聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯与其他单体的共聚物、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、三氟氯乙烯与其他单体的共聚物、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚四氟丙烯(HEP)等。作为四氟乙烯与其他单体的共聚物，能够举出全氟烷氧基烷烃(PFA：四氟乙烯与全氟烷基乙烯基醚共聚物)、全氟乙烯丙烯共聚物(FEP：四氟乙烯与六氟丙烯共聚物)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、四氟乙烯-全氟二呋喃共聚物(TFE/PDD)等。并且，作为三氟氯乙烯与其他单体的共聚物，能够举出乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)。

这些憎水性有机材料可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。

带被膜的微粒及表面修饰微粒的基材粒子可以是无机粒子，也可以是有机粒子，但是优选为无机粒子。并且，若将其本身具有憎水性的微粒用于基材粒子，并对该微粒实施憎水性被膜、赋予憎水性的表面修饰，则与气体的吸收速度及扩散速度一起，还能够提高气体吸收/扩散量。

作为无机粒子，能够使用公知的无机粒子，可举出包含乙炔黑、炉法炭黑、槽法炭黑、热碳黑、灯黑、科琴黑等炭黑、金属元素或半金属元素的氧化物、氢氧化物、氮化物、卤化物、碳酸盐、硫酸盐、乙酸盐、磷酸盐等无机化合物的粒子、天然矿物粒子等。作为金属元素或半金属元素的无机化合物，可举出氟化锂、碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙、氟化钙、硫酸钡、二氧化钛(titania)、二氧化锆(氧化锆)、氧化铝(alumina)、硅酸铝(硅酸氧化铝、高岭土、高岭石)、氧化硅(二氧化硅、二氧化硅凝胶)等，作为天然矿物，可举出滑石、粘土等。这些中，优选包含炭黑、氧化硅的粒子。

作为有机粒子，能够使用公知的有机粒子，能够举出包含苯乙烯系、丙烯酸系、三聚氰胺系、苯并胍胺系、硅酮系高分子的粒子。此时，可以并用填料，例如能够优选使用活性炭、沸石作为填料。

在形成于基材粒子的憎水性被膜中，除了作为可用于微粒的形成的憎水性材料例示的上述憎水性有机材料以外，还能够使用有机聚硅氧烷、有机氢聚硅氧烷的被膜。作为有机聚硅氧烷，能够举出二烷基聚硅氧烷、烷基苯基聚硅氧烷，作为有机氢聚硅氧烷，能够举出烷基氢聚硅氧烷。二烷基聚硅氧烷、烷基苯基聚硅氧烷及烷基氢聚硅氧烷中的烷基可以是直链状、支链状、环状中的任一种，但是优选为直链状。烷基的碳原子数优选为1～20，更优选为1～10，进一步优选为1～6。在此，与硅原子键合的2个烷基可以相互相同，也可以互不相同。作为有机聚硅氧烷的具体例，能够举出二甲基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷等，作为有机氢聚硅氧烷的具体例，能够举出甲基氢聚硅氧烷等。

作为对基材粒子进行的表面修饰法，能够举出将烷基、氟化烷基等憎水性基团导入到基材粒子的表面的方法。导入到基材粒子的烷基、氟化烷基可以是直链状、支链状、环状中的任一种，但是优选为直链状。烷基、氟化烷基的碳原子数优选为1～20，更优选为1～15，进一步优选为1～10。并且，氟化烷基可以是烷基的一部分氢原子被氟原子取代而得的部分氟化烷基，也可以是全部氢原子被氟原子取代而得的全氟烷基。

关于将这些憎水性基团导入到基材粒子的表面修饰，能够使用硅烷偶联剂、硅氮烷等硅烷化合物来进行。作为硅烷偶联剂，能够举出由下述通式(1)表示的化合物。

通式(1)

R¹ _nSiX_(4-n)

(在通式(1)中，X表示通过水解生成硅烷醇基的水解基团，R¹表示包含憎水性基团的基团。n为1～3的整数。)

由通式(1)表示的硅烷偶联剂中，通过X的水解生成的硅烷醇基、甲硅烷基与基材粒子表面的官能团进行反应，由此将憎水性基团导入到该基材粒子。

在通式中，作为X所表示的“生成硅烷醇基的水解基团”，能够举出甲氧基、乙氧基等烷氧基、卤素基等。

作为R¹中的憎水性基团，能够举出烷基、氟化烷基、二甲基硅氧烷等。关于烷基及氟化烷基的说明和优选范围，能够参考能够导入到基材粒子的表面的憎水性基团的说明和优选范围。憎水性基团可以与Si直接键合，也可以经由连结基团键合。

n为1～3的整数，优选为1或2。在n为2以上时，多个R¹可以相互相同，也可以互不相同。在n为2以下时，多个X可以相互相同，也可以互不相同。

作为由通式(1)表示的硅烷系偶联剂的例子，能够举出三乙氧基烷基硅烷、二乙氧基二烷基硅烷、乙氧基三烷基硅烷、三甲氧基烷基硅烷、二甲氧基二烷基硅烷、甲氧基三烷基硅烷、三氯烷基硅烷等。并且，作为硅烷系偶联剂的具体例，能够举出三乙氧基辛基硅烷(三乙氧基-正辛基硅烷)、十八烷基三氯硅烷等。

关于以上的基材粒子上的憎水性被膜的形成、表面修饰处理，能够根据常规方法来进行。

作为憎水性微粒的市售品，能够举出Microdispers-200(Techno ChemicalCorporati on制造)、AEROSIL RY200、AEROSIL RY300、AEROSIL R805(均为Evonik公司制造)、科琴黑(Lion Specialty Chemicals Co.,Ltd.制造)等。

以上的憎水性微粒可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。

(除了憎水性微粒以外的微粒)

可用作填料的一次粒径为1000nm以下的微粒并不限定于憎水性微粒，可以是除了憎水性微粒以外的微粒、即水接触角小于70°的微粒。并且，可以组合使用憎水性微粒和水接触角小于70°的微粒。水接触角小于70°的微粒中，水接触角可以是50°以下，也可以是30℃以下，还可以是10°以下。微粒的水接触角的下限值为0°。

作为除了憎水性微粒以外的微粒，能够举出在上述(憎水性微粒)一栏中，作为带被膜的微粒及表面修饰微粒的基材粒子的例子记载的、包含金属元素及半金属元素的无机化合物的粒子、有机粒子，优选使用氧化硅粒子。并且，这些无机粒子及有机粒子可以在其表面形成有有机化合物的被膜，也可以导入有机官能团。

作为除了憎水性微粒以外的微粒的市售品，能够举出AEROSIL 200(Evonik公司制造)。

(微粒的比表面积)

微粒的比表面积优选为1～3000m²/g，更优选为2.5～2750m²/g，进一步优选为5～2500m²/g。由此，在气体吸收材料的成形体更可靠地形成气体扩散相，气体的吸收速度及扩散速度趋于进一步提高。

微粒的比表面积能够通过BET法来测定。

聚合物材料与一次粒径为1000nm以下的微粒的量比

聚合物材料与微粒的固体成分重量的配合比(聚合物材料:微粒)优选为95:5～5:95，更优选为90:10～30:70，进一步优选为80:20～50:50。并且，优选气体吸收材料中的聚合物材料的含量以固体成分量计比憎水性微粒的含量大。并且，在聚合物材料包含水而凝胶化的情况下、或在为凝胶化的聚合物的粉碎物的情况下，若在气体吸收材料中添加填料，则体积变小而填充量变大，气体可逆吸收性能得到提高。从有效地获得这种作用的观点出发，凝胶化的聚合物或其粉碎物与微粒的容量比(凝胶化的聚合物或其粉碎物:微粒)优选为99.9:0.1～98:2，更优选为99.75:0.25～98.5:1.5，进一步优选为99.5:0.5～99:1。

通过将聚合物材料与微粒的量比设在上述范围内，气体的吸收速度及扩散速度趋于进一步变高。

但是，本发明的气体吸收材料并不限定于包含一次粒径为1000nm以下的微粒。即，本发明的气体吸收材料可以不含一次粒径为1000nm以下的微粒。

其他填料

在本发明的气体吸收材料中，除了上述例示的微粒以外，能够使用公知的填料。例如，可举出活性炭、沸石、二氧化硅、气相二氧化硅、疎水化二氧化硅、疎水化气相二氧化硅、憎水性二氧化硅、氧化铝、疎水化氧化铝、憎水性氧化铝、勃姆石、硅藻土、氧化钛、氧化铁、氧化锌、氧化镁、金属铁氧体等氧化物、氢氧化铝、氢氧化镁等氢氧化物、碳酸钙(轻质、重质)、碳酸镁、白云石、丝钠铝石等碳酸盐、硫酸钙、硫酸钡、硫酸铵、亚硫酸钙等硫酸盐或亚硫酸盐、滑石、云母、粘土、玻璃纤维、硅酸钙、蒙脱石、皂土等硅酸盐、硼酸锌、偏硼酸钡、硼酸铝、硼酸钙、硼酸钠等硼酸盐、炭黑、疎水化炭黑、憎水化炭黑、石墨、碳纤维等碳、其他铁粉、铜粉、铝粉、锌白、硫化钼、硼纤维、钛酸钾、锆钛酸铅、氟化树脂粉体、Teflon(注册商标)粉末等，还能够选择使用疎水性物质，以抑制水蒸汽的凝结、结露。并且，还能够选择使用包含炭黑等碳的填料。这些填料中，一次粒径可以是1000nm以下，也可以超过1000nm。并且，本发明的气体吸收材料可以包含由与作为一次粒径为1000nm以下的微粒例示的粒子相同的材料构成并且一次粒径超过1000nm的粒子。在气体吸收材料中含有填料的情况下，填料的含量相对于气体吸收材料总量例如能够设为0.1～60质量％。

[分散介质]

气体吸收材料可以包含使本发明的聚合物材料及添加剂悬浮的分散介质。关于分散介质的优选范围和具体例，能够参考聚合物材料的制造方法中的[溶剂]一栏的记载。

以上说明的可用于气体吸收材料的其他成分可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。

＜气体吸收材料的使用方式＞

含有本发明的聚合物材料的气体吸收材料能够在各种方式中使用。作为气体吸收材料的使用方式，例如，可举出：将气体吸收材料填充到圆桶等容器中；将气体吸收材料成形为片状，形成与无纺布、筛网等的层叠体、辊体；将气体吸收材料填充到过滤器内部；将气体吸收材料与聚乙烯等坚硬的材料进行混炼，成形为独立膜、纤维、颗粒；用载体担载气体吸收材料的膜；及将气体吸收体粉末填充到蜂窝状结构体内部；等。在将气体吸收材料形成为片状或膜状的情况下，其厚度并无特别限制，但是例如能够设为1～10000μm、或10～5000μm、或100～1000μm。

在此，在用载体担载气体吸收材料的情况下，载体能够使用薄板、纤维聚集体等。以下，对可用作载体的薄板及纤维聚集体进行说明。

[薄板]

对于薄板，能够使用平板状的板、片材、箔并且其厚度例如为2mm以下且5μm以上的薄板。

关于薄板的材料，可以使用恒压比热例如为2500KJ/(m³K)以下的材料，也可以使用导热系数为10W/(mK)以上的材料。具有这种热特性的薄板的温度随着外部的温度变化而响应性良好地发生变化，能够将该温度变化有效率地传递至整个气体吸收材料。

在此，在本说明书中，“恒压比热”为通过水热量计、差示扫描热量计等热量计测定的值。并且，“导热系数”为通过激光闪光法、稳态热流法测定的值。

作为薄板，能够使用金属薄板(金属箔)、由碳材料构成的片材、碳片材、树脂薄膜(高分子化合物薄膜)等。作为由碳材料构成的片材，能够例示石墨片材等，作为树脂薄膜，能够例示聚乙烯、聚丙烯、PET、聚酰亚胺等。从导热系数高的观点出发，作为薄板，例如可以使用铝薄板、铁薄板、石墨片材。或者、从比热低的观点出发，例如可以使用铝薄板、石墨片材、树脂薄膜。并且，作为金属薄板，例如能够举出不锈钢薄板、铁薄板、铝薄板或镍薄板等，其中，从导热系数相对高的观点出发，可以特别选择铁薄板、铝薄板、镍薄板。

薄板可以是内部结构均匀的板体，也可以是多孔体、蜂窝结构体。在多孔体、蜂窝结构体的情况下，能够在其该孔隙填充气体吸收材料，因此能够使薄板的热容易地传递至气体吸收材料，提高气体吸收材料对温度变化的响应性。尤其，发泡金属、发泡镍、多孔性碳的多孔体对气体吸收材料的导热性高，通过将其用作载体，能够大幅提高气体吸收材料对温度变化的响应性。发泡金属等多孔体的孔径例如能够设为0.1～10mm或0.4～4mm。并且，比表面积例如能够设为100～10000m²/m³或200～6000m²/m³。并且，若作为多孔载体使用包含多孔性树脂、多孔性碳的载体，则由于热容量小，因此能够提高吸收体的热效率。关于用作载体的多孔体，可以选择其空隙率例如为1～99％、或10～99％或20～95％的多孔体。

在本说明书中，“薄板的空隙率”是指根据薄板的表面体积和质量及材料的密度测定的空隙率。

并且，载体可以是将这些薄板层叠多个而成的层叠体。在层叠体中，各薄板可以全部相同，也可以组合材料、厚度不同的多个薄板。

[纤维聚集体]

纤维聚集体为将许多纤维加工成薄且宽的板状的纤维聚集体。作为纤维聚集体，能够举出布、纸等，其中，优选使用过滤器等多孔状纤维聚集体。并且，布可以是纺布、毡、无纺布等中的任一种。并且，使金属纤维毡烧结而得的烧结体也能够用作载体。其呈作为纤维烧结体的纤维紧密地聚集而成的形状，能够获得高导热性。例如，能够使用使包含不锈钢纤维的毡烧结而得的烧结体、使包含镍纤维的毡烧结而得的烧结体，其中，还能够选择使用使包含镍纤维的毡烧结而得的烧结体。

关于纤维聚集体中所使用的纤维，可以使用恒压比热例如为2500KJ/(m³K)以下的材料、导热系数为10W/(mK)以上的材料。具有这种热特性的纤维聚集体的温度随着外部的温度变化而响应性良好地发生变化，能够将该温度变化有效率地传递至整个凝胶状膜。

纤维聚集体中所使用的纤维可以是无机纤维，也可以是有机纤维，还可以是组合无机纤维和有机纤维而成的复合纤维。作为无机纤维，能够举出不锈钢纤维、铝纤维、镍纤维等金属纤维、碳纤维等，从可获得高导热性的观点出发，可以选择镍纤维。作为有机纤维，棉、麻等天然纤维、人造纤维、聚酯等合成纤维均能够使用。

纤维的直径并无特别限定，但是例如能够使用8～100μm的纤维。由此，能够获得气体的吸收性能及扩散性能优异的气体吸收材料的膜。

并且，载体可以是将这些纤维聚集体层叠多个而成的集成体。在集成体中，各纤维聚集体可以全部相同，也可以组合纤维的种类、纤维直径、纤维的密度等不同的多个纤维聚集体。并且，载体可以是层叠薄板和纤维聚集体而成的层叠体。

载体的形状并无特别限定，能够根据用途适当地选择。作为载体的形状的具体例，能够举出板状、筒状等，该板的平面形状及筒的截面形状可以是正方形、矩形等多边形、正圆形、椭圆形等中的任一种。

用载体承载的气体吸收材料能够通过将气体吸收材料的浆料、粉体涂布于载体的表面的方法、将预先成膜的气体吸收材料的膜贴合于载体的表面来形成。可以使用粘合剂，以将气体吸收材料的浆料、粉体稳定地固定于载体上。

＜气体回收装置＞

如上所述，本发明的气体吸收材料能够可逆地吸收二氧化碳等酸性气体、水蒸汽，并且其聚合物成分的溶胀性低，因此作为气体吸收材料等产品化时，能够提高其体积填充率。因此，例如能够适当地用作从废气中选择性地回收二氧化碳的气体回收装置的气体吸收体的材料。以下，对应用了本发明的气体吸收材料的气体回收装置的第1实施方式及第2实施方式进行说明。图1是表示第1实施方式的气体回收装置的示意图，图2是表示第2实施方式的气体回收装置的示意图。

如图1所示，第1实施方式的气体回收装置具有热交换器21、脱硫器22、圆柱状的气体吸收体23、与这些各部连结的第1管24、第2管25及第3管26。第1管24中，其一端设为导入废气(被处理气体)的气体导入口，另一端与脱硫器22连结。第2管25中，一端与脱硫器22连结，另一端与气体吸收体23的一侧面连结。第3管26具有：循环路径26a，与气体吸收体23的例如一侧面和另一侧面连结；及分支路径26b，在气体吸收体23的一侧面侧从循环路径26a分支，分支路径26b的一端设为排出所回收的二氧化碳气体的气体排出口。并且，关于气体吸收体23的一侧面中的第2管25和第3管26的各连结部，例如在呈圆形的侧面的大致同一个直径上夹着中心部而分别设置。热交换器21分别与第1管24的中途部和循环路径26a的中途部连接。

气体吸收体23由本发明的气体吸收材料构成，在气体回收装置的动作为关闭时，成为与周围的温度相同程度的温度。

另外，气体吸收体23还能够形成为过滤器状，配置于气体回收装置中的通过气体流路的至少一部分的位置。

并且，还能够不将气体吸收体23设为过滤器状，而配置于气体回收装置中的偏离了气体流路的至少一部分的位置。

为了使用该气体回收装置从废气中回收二氧化碳，将各部的动作设为打开，从第1管24的一端导入集尘的高温废气。所导入的废气通过第1管24而被导入到具有30℃左右的冷却能力的脱硫器22。在此，脱硫器和冷却器可以是不同的装置。并且，通过具有冷却能力的脱硫器22之后的气体的温度无需为30℃，可以是40℃或50℃左右。在通过第1管24时，废气的一部分热经由热交换器21传递至第3管26的循环路径26a，并进行调温，以使循环路径26a内的气体温度或气体的露点温度被加热至60℃左右。循环路径26a中的气体的加热可以是基于加热的水的加热。循环路径26a内的气体的温度、露点温度可以是60℃以上，也可以是75℃、85℃左右。并且，循环路径26a内的气体可以被减压。在循环路径26a内的气体被减压，循环路径26a的气体的加热为基于加热的水的加热的情况下，循环路径26a的气体可以不流动，气体的流量可以非常少。被导入到脱硫器22的废气通过脱硫器22进行脱硫处理之后，流入第2管25中。关于流入到第2管25的废气，温度或露点温度成为30℃左右，在该温度附近导入到气体吸收体23。在气体吸收体23中，废气的温度为30℃左右，由此在废气所接触的区域中吸收体被冷却，二氧化碳等酸性气体被气体吸收材料有效率地吸收，除了二氧化碳以外的气体被排出到气体吸收体23的外部。在废气的露点温度比吸收材料的温度低的情况下，通过水分从吸收材料的蒸发而吸收材料及废气被有效地冷却并能够适当地进行调温。并且，在基于经冷却的废气的吸收体的冷却不充分的情况下，还能够进行使用了由冷却气体的导入、减压或干燥气体的导入引起的水的蒸发潜热的冷却等附加冷却。另一方面，气体吸收体23的吸收了二氧化碳的区域通过气体吸收体23的旋转移动至第3管26的连结部附近，并与第3管26的循环路径26a导入的气体接触。从循环路径26a导入的气体通过与废气的热交换来加热至75℃左右，因此在该气体所接触的区域的气体吸收体23中，气体吸收材料被加热且二氧化碳等酸性气体被扩散。此时，在循环路径26a内的气体的露点温度比吸收材料的温度高的情况下，通过水蒸汽的凝结热而吸收材料被更有效地加热，因此优选。并且，即使在循环路径26a内的气体被减压的情况下，也能够通过二氧化碳分压的降低来有效地释放二氧化碳。被扩散的二氧化碳的一部分流入第3管26的分支路径26b，并从分支路径26b的气体排出口向外部排出而被回收。被扩散的二氧化碳的另一部分流入第3管26的循环路径26a。流入到循环路径26a的二氧化碳在循环路径26a的中途通过热交换器21加热或加湿之后，重新导入到气体吸收体23，其热被用于气体吸收材料的加热。

如上所述，在该第1实施方式的二氧化碳气体回收装置中，重复利用废气的热来对气体吸收体进行加热，从吸收酸性气体的状态切换到扩散的状态。在本实施方式中有效利用废气的热，因此能够大幅减少二氧化碳气体的分离回收工艺中的能量消耗量。在第1实施方式中，在无法将废气及气体吸收体的温度控制为适于二氧化碳的吸收及扩散的温度的情况下，通过在配管及吸收体追加与外部的热交换机构或追加的加热机构来改进温度控制。

接着，对气体回收装置的第2实施方式进行说明。

如图2所示，第2实施方式的气体回收装置具有第1热交换器31及第2热交换器32、脱硫器33、第1罐34及第2罐35、以及与这些各部连结的第1管36及第2管37。第1管36中，其一端设为导入废气(被处理气体)的气体导入口，另一端与具有冷却能力的脱硫器33连结。在此，脱硫器和冷却器可以是不同的装置。第2管37具有一端与脱硫器33连结的主要路径37a、在主要路径37a的另一端分支的第1路径37b及第2路径37c。第1路径37b中，其一端与主要路径37a连接，另一端与第1罐34连结。第2路径37c中，其一端与主要路径37a连接，另一端与第2罐35连结。在第1路径37b及第2路径37c的各另一端部附近设置有开闭各路径37b、37c的未图示的阀。第1热交换器31分别与第1管36的第1中途部和第1罐34连接，第2热交换器32分别与第1管36的第2中途部和第2罐35连接。

并且，在第2实施方式的气体回收装置中，在第1罐34内的第1热交换器31的热交换面及第2罐35内的第2热交换器32的热交换面分别形成有气体吸收材料(气体吸收体)38、39，在气体回收装置的动作为关闭时，各气体吸收体38、39成为与周围的温度相同程度的温度(30℃左右)。

为了使用该二氧化碳气体回收装置从废气中回收二氧化碳气体，首先，将第2管37的第1路径37b的阀设为打开状态，将第2管37的第2路径37c的阀设为关闭状态，将第1热交换器31设为关闭状态，将第2热交换器32设为打开状态。在该状态时，第1罐34作为吸收塔发挥作用。即，若在该状态下，从第1管36的一端导入高温集尘之后的废气，则所导入的废气通过第1管36而被导入到脱硫器33。在通过第1管36时，废气的一部分热经由第2热交换器32传递至第2罐35，废气被冷却。被导入到脱硫器33的废气通过具有冷却能力的脱硫器33进行脱硫处理，进一步进行冷却之后，流入第2管37的主要路径37a。流入到主要路径37a的废气的温度或露点温度成为30℃左右，在该温度附近经由主要路径37a及第1路径37b导入到第1罐34内。在第1罐34内，废气的温度或露点温度为30℃左右，由此气体吸收体38被有效率地冷却，其结果，二氧化碳被有效率地吸收，除了二氧化碳以外的气体从设置于第1罐34的气体排出口向外部排出。流入主要路径37a，并对吸收体进行冷却的废气的温度或露点温度无需为30℃，可以是40℃或50℃左右。

使气体吸收体38充分地吸收二氧化碳之后，将第2管37的第1路径37b的阀切换到关闭状态，将第2管37的第2路径37c的阀切换到打开状态，将第1热交换器31切换到打开状态，将第2热交换器32切换到关闭状态。由此，通过第1管36的废气的热经由第1热交换器31传递至第1罐34及气体吸收体38。在第1热交换器31中，优选作为热介质使用水，通过经加热的水、水蒸汽的导入来对气体吸收体38进行加热。第1罐34内的气体吸收体38通过来自第1热交换器31的热而被加热至75℃左右，扩散二氧化碳。经加热的气体吸收体38的温度可以是60℃、85℃左右。并且，在加热时，气体吸收体38可以被减压。被扩散的二氧化碳从设置于第1罐34的气体排出口排出而被回收。另一方面，在第2罐35内，以与上述相同的路径流入到第2管37的30℃左右的废气经由第2路径37c而导入，二氧化碳被装填在该罐35内的气体吸收体39吸收。在废气的露点温度比吸收材料的温度低的情况下，通过水分从吸收材料的蒸发而吸收材料及废气被有效地冷却，因此优选。并且，在基于经冷却的废气的吸收体的冷却不充分的情况下，期望进行使用了由冷却气体的导入、减压或干燥气体的导入引起的水的蒸发潜热的冷却等附加冷却。即，在该状态下，第1罐34作为扩散塔发挥作用，第2罐35作为吸收塔发挥作用，可同时进行二氧化碳气体的吸收和扩散。

在充分地进行从气体吸收体38扩散二氧化碳、二氧化碳被气体吸收体39吸收之后，如图2所示，将第2管37的第1路径37b的阀设为打开状态，将第2管37的第2路径37c的阀设为关闭状态，将第1热交换器31设为关闭状态，将第2热交换器32设为打开状态，而切换为第1罐34作为吸收塔发挥作用，第2罐35作为扩散塔发挥作用。由此，在与切换前相反的塔中，分别同时进行二氧化碳气体的吸收及扩散。而且，通过重复进行如上述的切换操作，能够连续地进行废气的二氧化碳气体的吸收及扩散，能够从大量废气中有效率地分离并回收二氧化碳气体。填充有气体吸收体的塔的数量可以是2塔以上。

如上所述，在第2实施方式的气体回收装置中，重复利用废气的热来对气体吸收体进行加热，从吸收酸性气体的状态切换到扩散的状态。因此，与使用以往的二氧化碳气体的分离回收工艺的情况相比，能够大幅提高能量的利用效率。在第2实施方式中，在无法将废气及吸收体的温度控制为适于二氧化碳的吸收及扩散的温度的情况下，通过在配管及吸收体追加与外部的热交换机构或追加的加热机构来改进温度控制。

气体回收装置还能够用于供给气体。在用于供给气体的情况下，作为气体供给装置提供。

以下，举出实施例和比较例，对本发明的特征进一步具体地进行说明。关于以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等，只要不脱离本发明的主旨，则能够适当地变更。因此，本发明的范围不应由以下所示的具体例限定性地解释。另外，在以下说明中，括号内的浓度表示对象成分的反应混合物中的浓度。

在本实施例中，气体可逆吸收试验以下述方式进行。

(CO₂可逆吸收试验)

将聚合物试样放入到反应器中并加入水，将反应器进行密闭而搬入到30℃的恒温槽内。在该反应器内，以10mL/min的流速导入在60℃下加湿的10％CO₂气体(CO₂:N₂＝10:90)46分钟而使聚合物试样吸收了CO₂。接着，使恒温槽内的温度上升至75℃并保持25分钟，扩散了CO₂气体。此时，测量从反应器排出的CO₂气体排出量，作为聚合物的CO₂可逆吸收量。另外，在以下的实施例1～实施例6、比较例1～比较例8中，将聚合物试样20g放入到容量为90mL的反应器中，加入40mL的水而进行了测定。

[1]反应混合物的总单体浓度的研究

(比较例1)将总单体浓度设为1.1摩尔/L的聚合物的制造

将N-(二甲基氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPM：5842.98mg(6215.94mL)，55摩尔％)、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS：962.02mg，10摩尔％)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB：36.445mg，2mM)溶解于MilliQ水中，将总量作为50mL而制备了混合物。一边用机械搅拌器搅拌该混合物一边使其升温至70℃之后，加入将N-叔丁基丙烯酰胺(TBAm：2779.80mg，35摩尔％)溶解于甲醇(5mL)中而得的溶液，进行了30分钟的氮气鼓泡。在该混合物中加入包含2,2’-偶氮双(2-甲基丙腈)(AIBN：21.18mg，2.58mM)的丙酮溶液(250μL)而制成反应混合物，在氮气氛下，在70℃下进行3小时聚合，由此获得了聚合物的沉淀物。对该反应液进行过滤，并对过滤提取的聚合物进行冷冻干燥而获得了比较试样1。

(比较例2)将总单体浓度设为0.57摩尔/L的聚合物的制造

如表1所示那样变更DMAPM、TBAm及BIS的量，除此以外，以与比较例1相同的方式获得了聚合物的冷冻干燥物(比较试样2)。

(实施例1)将总单体浓度设为1.7摩尔/L的聚合物的制造

如表1所示那样变更DMAPM、TBAm及BIS的量，将TBAm溶解于8mL的甲醇中并加入到混合物中，除此以外，以与比较例1相同的方式获得了聚合物的沉淀物。在该聚合物的沉淀物中加入100mL的MilliQ水，用手持搅拌器进行粉碎而制备了浆料。对该浆料进行过滤，并对过滤提取的聚合物进行冷冻干燥而获得了试样1。

(实施例2)将总单体浓度设为2.4摩尔/L的聚合物的制造

在装有BIS(4625.10mg，20摩尔％)和CTAB(36.445mg，2mM)的烧瓶中加入DMAPM(14045.63mg(14942.15mL)，55摩尔％)而使BIS的一部分溶解之后，加入了30mL的MilliQ水。一边用机械搅拌器搅拌该混合物一边使其升温至70℃之后，加入将TBAm(4773.00mg，25摩尔％)溶解于甲醇(12mL)中而得的溶液，进行了30分钟的氮气鼓泡。在该混合物中加入包含AIBN(21.18mg，2.58mM)的丙酮溶液(250μL)而制成反应混合物，在氮气氛下，在70℃下进行3小时聚合，由此获得了聚合物的沉淀物。将该聚合物的沉淀物浸渍于水中一夜之后，用手动混合器对聚合物进行粉碎而获得了浆料。对浆料进行过滤，并对过滤提取的聚合物进行冷冻干燥而获得了试样2。

(比较例3)将总单体浓度设为0.31摩尔/L的聚合物的制造

以与国际公开第2016/024633号的合成例1相同的方式合成了聚合物。

具体而言，在三口烧瓶中放入1升纯水，加热至70℃之后，加入2mM的CTAB，进一步加入包含DMAPM(55摩尔％)、TBAm(43摩尔％)的甲醇溶液、BIS(2摩尔％)，以使总单体浓度达到0.31摩尔/L，并进行了溶解。在将该混合物保持为70℃的状态下，用机械搅拌器进行搅拌，并进行了1小时的氮气鼓泡。在该混合物中加入包含2,2’-偶氮双(2-甲基丙脒)二盐酸盐(700mg)的水溶液5mL而制成反应混合物，并在氮气氛下，在70℃下进行3小时聚合，由此获得了粒径为800nm的聚合物粒子(比较试样3)。

关于各实施例及各比较例中制造的试样，将用于该聚合物合成的反应混合物的成分量示于表1。另外，在下述表的比较试样3中使用了2,2’-偶氮双(2-甲基丙脒)二盐酸盐作为引发剂(参考表中的*标记)。

将测定试样1、2及比较试样1～3的产率和CO₂可逆吸收量而得的结果示于表2。在此，“产率”为实际产量相对于根据反应混合物中所使用的各单体量计算的聚合物的理论产量的比率(％)。

[表2]

如表2所示，关于CO₂可逆吸收量，试样1、2优异，试样2最优异。并且，试样1、2与比较试样3相比，显著改进了产率。并且，试样1、2、比较试样1、2的产率等同。即，在提高了总单体浓度的试样2中，获得了与相较于其降低了总单体浓度的试样1、比较试样1、2等同的产率。这表示不增大制造容器而提高产量，并且表示本发明的制造方法在工业上是有利的。

并且，表示在各试样中添加水并检查含水量时，含水量按试样2、1、比较试样1、2、3的顺序变小。

并且，对于试样2，实施进行50次气体可逆吸收试验的耐久性试验时，确认到即使在第50次也显示与第1次等同的CO₂可逆吸收量，具有足够的耐久性。

而且，作为试样2的变形例，代替TBAm的甲醇溶液而将未添加TBAm的甲醇加入到反应混合物中，将DMAPM的比例设为80摩尔％来制造聚合物试样，并进行CO₂可逆吸收试验时，与试样2相比CO₂可逆吸收量增加。并且，该CO₂可逆吸收量为比代替甲醇而加入水来制备的聚合物试样(使用100％水的溶剂制造的聚合物试样)大的值。

并且，作为试样2的其他变形例，代替DMAPM而将二甲基氨基丙基丙烯酰胺(DMAPAAm)用于单官能单体来制备聚合物试样时，获得了与试样2等同的结果。

[2]多官能单体的浓度及表面活性剂的作用的研究

(实施例3)不使用表面活性剂(CTAB)的聚合物的制造

在反应混合物中未添加CTAB，除此以外，以与实施例1相同的方式获得了聚合物的冷冻干燥物(试样3)。

(比较例4)将多官能聚合物(BIS)的比例设为10摩尔％的聚合物的制造

将单体中的TBAm的比例变更为35摩尔％，将BIS的比例变更为10摩尔％，除此以外，以与实施例3相同的方式获得了聚合物的冷冻干燥物(比较试样4)。

(比较例5)将多官能聚合物(EGDMA)的比例设为10摩尔％的聚合物的制造

将单体中的TBAm的比例变更为35摩尔％，代替BIS而使用乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)，将其比例设为10摩尔％，除此以外，以与实施例1相同的方式获得了聚合物的冷冻干燥物(比较试样5)。

关于实施例3及比较例4、比较例5中制造的试样，将用于该聚合物合成的反应混合物的成分量示于表3。另外，在下述表的比较试样5中使用了EGDMA作为多官能单体(参考表中的*标记)。

在上述实施例1中制造的试样1和在此制造的试样3、比较试样4、5中加入水时，使用了10摩尔％的多官能单体(BIS或EGDMA)的比较试样4、5均含水量高，溶胀而变软，但是使用了20摩尔％的BIS的试样1、3的含水量相对小，仍然坚硬。由此，示出了为了获得溶胀度小的聚合物，需要将多官能单体以15摩尔％以上的比例使用。并且，若比较使用了表面活性剂(CTAB)的试样1与未使用CTAB的试样3，则仅针对试样3，在其表面附近观察到一些透明的相。由此得知，为了获得均匀的聚合物而优选在反应混合物中添加表面活性剂。

(比较例6～比较例8)将多官能聚合物(BIS)的比例设为0～10摩尔％，将总单体浓度设为2.4摩尔/L的聚合物的制造

如表4所示那样变更单体中的TBAm及BIS的比例，除此以外，以与实施例2相同的方式获得了聚合物的冷冻干燥物(比较试样6～8)。

(实施例4)将多官能聚合物(BIS)的比例设为30摩尔％，将总单体浓度设为2.4摩尔/L的聚合物的制造

如表4所示那样变更单体中的TBAm及BIS的比例，除此以外，以与实施例2相同的方式获得了聚合物的冷冻干燥物(试样4)。

关于比较例6～比较例8及实施例4中制造的试样，将其聚合物合成中所使用的反应混合物的成分量与实施例2中制造的试样2的聚合物合成中所使用的反应混合物的成分量一并示于表4。

在上述实施例2中制造的试样2和在此制造的试样4、比较试样6～8中加入水时，未使用多官能单体(BIS)的比较试样6、将BIS的比例设为5摩尔％或10摩尔％的比较试样7、8均含水量高，溶胀而变软，但是将BIS的比例设为20摩尔％或30摩尔％的试样2、4不溶胀而仍然坚硬。并且，关于产率和CO₂可逆吸收量，在比较试样7、8及试样2、4(BIS浓度：5～30摩尔％)中等同，但是对将BIS浓度设为超过30摩尔％的聚合物试样进行试验时，发现了CO₂可逆吸收量下降的倾向。由此，示出了为了获得含水量及溶胀度小的聚合物，需要将多官能单体以15摩尔％以上的比例使用，为了充分地显现CO₂可逆吸收能力，需要将多官能单体设为30摩尔％以下的比例来合成聚合物。

在此，作为试样2的变形例，代替BIS而将20摩尔％的EGDMA用于多官能单体来制造聚合物试样，并进行CO₂可逆吸收试验时，获得了与试样2等同的CO₂可逆吸收量。并且，使用该20摩尔％的EGDMA制造的聚合物试样与将EGDMA的比例设为5摩尔％或10摩尔％的比较试样相比，含水量/溶胀体积明显小(EGDMA为10摩尔％时的约1/3、小于EGDMA为5摩尔％时的1/2)，获得了显著大的CO₂可逆吸收量(EGDMA为10摩尔％时的约1.5倍、超过EGDMA为5摩尔％时的2倍)。

[3]溶剂的研究

(实施例5、实施例6)将总单体浓度设为3.0摩尔/L的聚合物的制造

如表5所示那样变更加入到反应混合物中的MilliQ水的量、用于TBAm的溶解的甲醇的量(加入到反应混合物中的甲醇的量)，除此以外，以与实施例2相同的方式获得了聚合物的冷冻干燥物(试样5、6)。

将在实施例2、实施例5、实施例6中加入到反应混合物中的MilliQ水及甲醇的量和对试样2、5、6进行了测定的CO₂可逆吸收量示于表5。

[表5]

在实施例5、实施例6中聚合物的含水量均为0.7g(H₂O)/1g(含水聚合物)以下，能够以低含水获得良好的聚合物材料。如表5所示，减少了溶剂的量的试样5与试样2相比，CO₂可逆吸收量下降。而且，从溶剂组成中去除醇而设为只有水时，CO₂可逆吸收量进一步下降。由此得知，通过极大地降低溶剂的量，在聚合时聚合物内的TBAm等低极性单体的浓度上升而凝胶内部的胺周围的局部环境极大地呈低极性，通过胺的碱性下降而CO₂可逆吸收量下降。得知，即使单体为液体，也需要在反应混合物中加入一定量的水、醇等溶剂。并且，使用了甲醇的试样5示出比未使用甲醇的试样6大的CO₂可逆吸收量，由此表示优选在溶剂中并用甲醇等醇。

并且，代替甲醇而使用乙醇、异丙醇、丁醇或叔丁醇，除此以外，以与实施例2、实施例5、实施例6相同的方式制造聚合物试样，并进行试验时，获得了与使用了上述甲醇的情况等同的结果。

[4]进行了胺含浸工序的聚合物的制造

(实施例7)作为单官能单体使用DMAm(不具有氨基的单官能单体)，进行了胺含浸工序的聚合物的制造

将二甲基丙烯酰胺(DMAm：80摩尔％)、BIS(20摩尔％)及CTAB(2mM)溶解于MilliQ水中，将总量设为50mL而制备了混合物。一边将该混合物升温至70℃一边进行了30分钟的氮气鼓泡。在该混合物中加入进行了氮气鼓泡的甲醇(12mL)之后，加入包含AIBN(2.58mM)的丙酮溶液(250μL)而制成反应混合物，在氮气氛下，在70℃下进行3小时聚合，由此获得了聚合物的沉淀物。将该聚合物的沉淀物在水中静置一夜之后，用手动混合器进行粉碎，并进行过滤，由此回收了聚合物(含水聚合物)。所回收的聚合物的含水量为0.6774g(H₂O)/1g(含水聚合物)。

称取所获得的聚合物1g，加入作为含胺处理液的2-(异丙基氨基)乙醇(IPAE：7490μL)而进行了浸渍。将该含胺处理液用振荡机缓慢地搅拌一夜，用8N的IPAE置换聚合物所包含的水分之后，进行过滤，由此获得了含浸有IPAE的聚合物材料(试样7)。

(实施例8)作为单官能单体使用NiPAm(不具有氨基的单官能单体)，进行了通过胺溶液使聚合物溶胀的工序的聚合物的制造

代替DMAm而使用了N-异丙基丙烯酰胺(NiPAm)，除此以外，以与实施例7相同的方式获得了含浸有8N的IPAE的聚合物材料(试样8)。

(实施例9)作为单官能单体使用DMAPM(具有氨基的单官能单体)和TBAm(具有疎水性基团的单官能单体)，进行了通过胺溶液使聚合物溶胀的工序的聚合物的制造

将以与实施例2相同的方式获得的聚合物在水中静置一夜之后，用手动混合器进行粉碎，并进行过滤，由此回收了含水聚合物。通过与实施例7相同的步骤，用8N的IPAE置换该聚合物的水分，由此获得了含浸有8N的IPAE的聚合物材料(试样9)。

(实施例10)作为单官能单体使用DMAPM(具有氨基的单官能单体)，进行了通过胺溶液使聚合物溶胀的工序的聚合物的制造

代替TBAm的甲醇溶液而将未添加TBAm的甲醇加入到反应混合物中，将DMAPM的比例设为80摩尔％，除此以外，以与实施例9相同的方式，获得了含浸有8N的IPAE的聚合物材料(试样10)。

关于实施例7～实施例10中制造的试样，将用于该聚合物合成的反应混合物的成分量示于表6。

[表6]

通过胺溶液溶胀的试样7～10的CO₂可逆吸收量与除了通过水溶胀以外以相同的方式制造的聚合物试样的CO₂可逆吸收量相比，在试样7、8中大幅增加了约3倍，在试样9中大幅增加了约5倍，在试样10中大幅增加了约2倍。并且，还示出了通过改进水分与IPAE的置换率而能够进一步提高气体可逆吸收能力。

[5]片材的制造

(实施例11)使用了聚合物的片材的制造

过滤提取以与实施例2相同的方式合成的聚合物的沉淀物并进行粉碎，从而获得了聚合物的粉末。制造了将该聚合物的粉末与聚乙烯颗粒以1:2的质量比进行混炼而进行双轴挤出成形，使用滚筒将线料铺展为宽度4mm左右，并使用造粒机裁切成5mm左右的200μm、宽度为4mm、长度为5mm左右的片材。对该片材进行气体可逆吸收试验时，可获得33mL/g的CO₂可逆吸收量。由此确认到，所制造的聚合物即使作为片材，也显示气体可逆吸收性能。

[6]多官能单体的浓度和总单体浓度的研究

(比较例9)将多官能单体(BIS)的比例设为5摩尔％，将总单体浓度设为2.3摩尔/L的聚合物的制造

将二甲基氨基丙基丙烯酰胺(DMAPAAm：95摩尔％)及BIS(5摩尔％)溶解于60℃的MilliQ水中而制成总量30mL的水溶液，进一步添加乙醇，以使在后续工序中进行反应的反应混合物的总单体浓度成为2.3摩尔/L，从而制备了混合物。将该混合物升温至70℃之后，一边进行搅拌一边进行了30～60分钟的氮气鼓泡。在该混合物中加入将AIBN溶解于丙酮和水的混合溶剂中而制备的溶液(反应混合物中的AIBN浓度：2.58mM)来制成反应混合物，在氮气流下，在70℃下进行3小时聚合，由此获得了聚合物材料(比较试样9)。

(比较例10、实施例11、实施例12)将多官能单体(BIS)的比例设为10～30摩尔％，将总单体浓度设为2.3摩尔/L的聚合物的制造

如表7所示那样变更DMAPAAm及BIS的比例，除此以外，以与比较例8相同的方式获得了聚合物材料(比较试样10、试样11、12)。

(实施例13～实施例16)将多官能单体(BIS)的比例设为20摩尔％，将总单体浓度设为0.54～2.3摩尔/L的聚合物的制造

将DMAPAAm及BIS的比例设为DMAPAAm:BIS＝80摩尔％:20摩尔％，以成为表7所示的总单体浓度的方式制备了反应混合物，除此以外，以与比较例9相同的方式获得了聚合物材料(试样13～16)。

关于比较例9、比较例10及实施例11～实施例16中制造的试样，将其聚合物合成中所使用的反应混合物的单体组成及总单体浓度、以及聚合物材料的含水量、溶胀体积及CO₂可逆吸收量的测定结果示于表7。表7中，“g(湿)”为表示润湿状态的聚合物重量、“mL(湿)”为表示润湿状态的聚合物容量、“g/dry”为表示干燥状态的聚合物重量的单位(g或mL)。

在表7中，若比较将反应混合物的总单体浓度设为2.3摩尔/L，改变了多官能单体(BIS)的比例的试样9、10、试样11、12，则可知将BIS的比例设为超过10摩尔％且为30摩尔％以下的试样11、12与将BIS的比例设为10摩尔％以下的试样9、10相比，含水量及溶胀度抑制为较低，每单位体积的CO₂可逆吸收量得到了提高。并且，若比较将多官能单体的比例设为20摩尔％，改变了反应混合物的总单体浓度的试样13～16，则可知反应混合物的总单体浓度越大，则含水量及溶胀度越低，每单位体积的CO₂可逆吸收量越大。由此得知，通过将多官能单体的比例设在规定的范围内，而且，提高聚合浓度(反应混合物的总单体浓度)，实现每单位体积的CO₂可逆吸收量更大的材料。关于这样的材料，即使以相对小的体积使用，也可获得足够的CO₂可逆吸收量，因此具有能够削减用于升温的热量的优点。

[7]引发剂的种类的研究

(实施例17)将2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)(V-65)用于引发剂的聚合物的制造

将DMAPAAm(80摩尔％)、BIS(20摩尔％)及MilliQ水放入到5L的可分离烧瓶(第1反应器)中而浸渍于50℃的热水浴中，并进行了搅拌。在该混合物中加入乙醇，调整了液量，以使在后续工序中进行反应的反应混合物的总单体浓度成为3摩尔/L、总量成为3000mL。将该混合物一边进行氮气鼓泡一边以100rpm搅拌1小时之后，将第1反应器浸渍于55℃的热水浴中。然后，将热水浴的温度降低至45℃而对第1反应器内进行减压之后，在混合物中加入V-65(2.58mM)作为引发剂，并以240rpm搅拌2分钟，由此制备了反应混合物。使用管道将该反应混合物输送到不锈钢制反应器(第2反应器)中，将第2反应器浸渍于55℃的热水浴中并进行3小时反应之后，从热水浴中取出而消除余热，由此获得了聚合物材料(试样17)。

试样17的含水量为2.5g(湿)/g(干)，CO₂可逆吸收量为69.5mL/g(干)。

V-65为在47℃下引发反应的引发剂，通过使用其而能够在相对低的温度(在此为55℃)下进行聚合反应。并且，在相同条件下，即使在树脂容器(塑料袋)内进行聚合反应，也能够以相同的方式合成聚合物材料。而且，还能够一边使单体溶液(混合物)流入输送机上一边进行聚合反应。

[8]粉碎的聚合物材料的CO₂可逆吸收量的研究

用碎肉机或菲兹微粉碎机对上述各实施例中合成的聚合物材料进行粉碎来测定CO₂可逆吸收量时，不管粉碎法如何，均显示出等同的CO₂可逆吸收量。

[9]由在聚合物材料中添加微粒带来的效果的研究

(实施例18、实施例19)含有微粒的聚合物材料的制造

将DMAPAAm与BIS的比例设为DMAPAAm:BIS＝85摩尔％:15摩尔％，除此以外，以与比较例9相同的方式获得了聚合物材料。该聚合物材料的水分量为73.7重量％。

用碎肉机依次以1.5分目(孔径为4.8mm)、1.3分目(孔径为4.0mm)、1分目(孔径为3.2mm)、7厘目(孔径为2.4mm)及3厘目(孔径为1.1mm)对该聚合物材料进行粉碎，由此获得了粉碎程度不同的各种聚合物粉碎物。在各聚合物粉碎物中，以表8所示的配合比添加憎水性二氧化硅RY300(Evonik公司制造：AEROSIL RY300，平均一次粒径：7nm，水接触角：100°以上)而制造了含有微粒的聚合物材料。

将该含有微粒的聚合物材料放入到250mL的塑料容器中并振荡混合之后，将表面整平而测量了高度。将其结果示于表8。并且，将这些含有微粒的聚合物材料中将憎水性二氧化硅RY300的比例设为0.50体积％的含有微粒的聚合物材料的粒度分布示于图3，对于在以7厘目进行了粉碎的聚合物粉碎物中添加憎水性二氧化硅RY300(0.50体积％)而得的含有微粒的聚合物材料(试样18)和以7厘目进行了粉碎的聚合物粉碎物(试样19)，将通过变压吸收法测定的吸收过程中的CO₂吸收量和扩散过程中的CO₂扩散量示于图4。在图3、图4中，“3厘目聚合物”～“1.5分目聚合物”分别表示以3厘目～1.5分目进行了粉碎的聚合物粉碎物，“RY300”分别表示憎水性二氧化硅RY300。

基于变压吸收法的CO₂可逆吸收性能的评价通过下述步骤来进行。

首先，将容纳在反应器中的测定对象样品(10L)放入到温度为40℃、相对湿度超过98％的恒温槽中而充分地进行加湿之后，将温度调整为30℃。接着，将加湿的CO₂与N₂的混合气体(CO₂浓度：10.03体积％)以1000mL/分钟的流速导入到测定对象样品中，并且通过多气体分析仪(HORIBA,Ltd.制造：VA-3000)测定了从测定对象样品排出的气体的CO₂浓度(A)(吸收过程)。接着，将导入到测定对象样品的气体替换为加湿的N₂气体并以1000mL/分钟的流速导入到测定对象样品，测定了从测定对象样品排出的气体的CO₂浓度(B)(扩散过程)。将所导入的混合气体的CO₂浓度与在吸收过程中测定出的CO₂浓度(A)之差的累计值作为CO₂吸收量，并将在扩散过程中测定出的CO₂浓度(B)的累计值作为CO₂扩散量来对测定对象样品的CO₂可逆吸收性能进行了评价。另外，将在此测定的CO₂吸收量示于曲线图时，为了与CO₂扩散量区分，有时对该值标注“-”的符号而示于纵轴上的负侧。

如表8所示，通过改变憎水性二氧化硅RY300的比例而使聚合物材料的体积(填充量)发生变化，将憎水性二氧化硅RY300设为0.50体积％时体积变得最小(填充量变得最大)。并且，如图4所示，该填充量大的含有微粒的聚合物材料(试样18)与不含憎水性二氧化硅RY300的聚合物粉碎物(试样19)相比，每单位质量的CO₂可逆吸收量及CO₂吸收/扩散速度大幅提高。

由此得知，通过添加微粒，能够提高聚合物材料的填充量而提高CO₂可逆吸收量及CO₂吸收/扩散速度。

[10]由含有微粒的聚合物材料的粉碎带来的效果的研究

(实施例20)包含对含有微粒的聚合物材料进一步微细地进行了粉碎的粉碎物的含有微粒的聚合物粉碎物的制造

将实施例18中制作的聚合物粉碎物中用碎肉机以1.5分目进行了粉碎的聚合物粉碎物与憎水性二氧化硅RY300以聚合物粉碎物:憎水性二氧化硅RY300＝99.5:0.5的容量比进行混合而获得了含有微粒的聚合物材料。通过行星型球磨机装置(Fritsch Japan Co.,Ltd制造：P-5)使用直径为5mm的氧化锆制珠，以230rpm对该含有微粒的聚合物材料进行粉碎，由此获得了含有微粒的聚合物材料的粉碎物(含有微粒的聚合物粉碎物，试样20)。测定试样20的粒度分布时，确认到大部分粉碎物的粒径小于100μm。并且，试样20的水分量为72.45重量％，试样19中所包含的聚合物粉碎物的水分量为73.17重量％，与材料中所使用的聚合物材料的水分量(73.7重量％)相比减小了一些。

对于试样20和上述试样19，将通过变压吸收法测定的吸收过程中的CO₂吸收量示于图5。在此，将10L的气体吸收材料用作测定对象样品，将CO₂与N₂的混合气体及N₂气体的流速设为3000mL/分钟而进行了测定。

根据图5可知，用珠磨机进行了粉碎的含有微粒的聚合物粉碎物(试样20)与未进行基于珠磨机的粉碎的含有微粒的聚合物材料(试样18)相比，CO₂吸收速度飞跃性地提高。由此得知，通过提高含有微粒的聚合物材料的粉碎程度而能够进一步提高其CO₂可逆吸收性能。

以下，示出本实施例中使用的单体、表面活性剂及引发剂的结构。

[化学式2-1]

[化学式2-2]

产业上的可利用性

根据本发明的制造方法，能够有效率地制造低含水性的同时气体可逆吸收量大的聚合物。因此，若使用本发明的聚合物，则能够低廉地提供CO₂可逆吸收能力高且操作性良好的气体吸收材料。由此，本发明的产业上的可利用性高。

符号说明

21-热交换器，22、33-脱硫器，23-气体吸收体，24-第1管，25-第2管，26-第3管，26a-循环路径，26b-分支路径，31-第1热交换器，32-第2热交换器，34-第1罐，35-第2罐，36-第1管，37-第2管，37a-主要路径，37b-第1路径，37c-第2路径，38、39-气体吸收体。