| Project/Area Number |
13875149
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
反応・分離工学
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
草壁 克己 九州大学, 工学研究院, 助教授 (30153274)
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| Project Period (FY) |
2001 – 2002
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2002)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2002: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2001: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 気体分離 / 膜分離 / パラジウム / 電解析出 / リソグラフィー / 無機膜 / 多孔体 / エッチング / 水素 / 膜 / マイクロ / 電解 |
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| Research Abstract |
無機膜は、その透過速度を増大させるために薄膜化する必要があり、したがって、透過速度の大きな多孔質支持基材の表面に分離膜を被覆する方法がとられている。支持基材として広く用いられている多孔質α-アルミナは細孔径が100-200nmと大きく、表面の平滑性も十分ではない。したがって欠陥のない分離膜を作製することは困難であった。本研究では発想を逆転させ、分離膜を最初に被覆した後で支持基材を作製する方法として、銅板にPd薄膜を電解析出させた後、裏面にフォトリソグラフィーの手法でマイクロスリットパターンを形成し、この部分だけを電解エッチングして100ミクロンの貫通孔を開けることで、基材を多孔化する。このような手法を用いて膜厚が数ミクロンのパラジウム膜を作製した。
電流密度20-30mA/cm^2で作製したパラジウム膜は平滑であったが、電流密度が5および50mA/cm^2では、柱状析出物がみられた。電解温度20℃、電流20-30mA/cm^2で作製したパラジウム膜の供給側に水素とアルゴンの混合気体、透過側にはスィープガスとして窒素を流して、透過側の濃度を測定したところ、水素が選択的に透過し、アルゴンは濃度測定に使用したガスクロの検出限界以下であった。このことから、本法で数ミクロンの膜厚の無欠陥膜を作製することが可能であった。しかしながら、供給側を加圧にして実験を行った場合には、膜の破損が起こることがわかった。膜の耐圧性を向上するためには、貫通孔のサイズを小さくする必要がある。
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