• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

気体透過による炭素膜の微細構造評価と新規分離能の発現

Research Project

Project/Area Number 09243230
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

草壁 克己  九州大学, 工学部, 助教授 (30153274)

Project Period (FY) 1997
Project Status Completed (Fiscal Year 1997)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 1997: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywords炭素 / 膜分離 / ポリイミド / 分子ふるい / 熱分解 / 炭化
Research Abstract

多孔質炭素は分子ふるい性があるので、これを薄膜化できれば気体分離膜として利用できる。また、炭素材をヘテロ原子、金属原子等とアロイ化すれば、微細構造が変化し、ミクロ孔径の制御が可能となる。アロイ化した炭素と気体分子との相互作用を利用すれば、高機能分離特性の発現が期待できる。
3,3',4,4'-ビフェニルカルボン酸2無水塩(BPDA)と4,4'-オキシジアニリン(ODA)で合成したポリイミドを700℃で炭化し、300℃で3時間酸化して分子ふるい炭素膜とした。酸化処理をすることによってミクロ孔径分布が変化することなく、ミクロ孔容積が増大するので、選択性を損なうことなく、透過速度を増大することができた。炭素膜の耐久性を調べるために、空気中100℃で1ヵ月間酸化した結果、含酸素官能基の生成により透過速度が減少した。しかしながら、酸化処理した後に窒素中600℃で熱処理することによって含酸素官能基が除去され、透過速度が回復することがわかった。また、炭素膜のCO_2とN_2の透過率は単成分系、2成分系でほとんど差がなく、また、2成分系でスィープガスとしてHeとArを用いた場合にも、透過率、分離係数共ほぼ一致した。炭素膜のミクロ孔がスリット状であるために、スリットの短軸の長さによって透過分子を分離するが、細孔内では2次元的な運動が可能である。そのため、透過気体分子間あるいは透過気体とスィープガスとの間についても、相互作用を受けず自由に拡散することがわかった。以上の結果から、炭素膜の気体分離特性を向上させるためには、ミクロ孔径を少し広げることが有効であるので、架橋度の高い高分子プレカーサーを用いた成膜と金属塩とのアロイ化によって孔径の制御を試みる。

Report

(1 results)
  • 1997 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All Other

All Publications (3 results)

  • [Publications] M.Yamamoto et al.,: "Carbon molecular sieve membrane formed by oxidative carbonization of a copolyimide film coated on a porous support tube" Journal of Membrane Science. 133. 195-205 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] J.-i.Hayashi et al.,: "Effect of oxidation on gas permeation of carbon molecular sieving membranes based on BPDA-pp'ODA polyimide" Industrial & Engineering Chemistry Research. 36・6. 2134-2140 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] J.-i.Hayashi et al.,: "Pore size control of carbonized BPDA-PP'ODA polyimide membrane by chemical vapor deposition of carbon" Journal of Membrane Science. 124. 243-251 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report

URL: 

Published: 1997-04-01   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi