Creation of high performance separation membranes incorporating phenolic cyclic oligomers with CO2 uptake mechanism
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19K12391
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 64020:Environmental load reduction and remediation-related
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| Research Institution | Ube National College of Technology |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
喜多 英敏 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授(特命) (10177826)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | フェノール類環状オリゴマー / ガス分離膜 / 気体透過性 / 理想分離係数 / CO2ガス分離 / イソシアン酸オクタデシル / 二酸化炭素分離 / 酢酸セルロース / ポリエーテルスルフォン / 環境負荷低減技術 / 保全修復技術 / 二酸化炭素排出削減 / 反応・分離工学 / 高分子構造・物性 |
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| Outline of Research at the Start |
膜素材の中で高分子膜は製膜性・生産性・経済性・高速透過性といった多くの利点をもちながらも、無機膜に比べ分離性が低い欠点をもつ。そこで、CO2ガスを捕捉する環状オリゴマーを組み込んだガス分離膜を見出し、この欠点を克服する。本研究では耐熱・耐水性に優れ、CO2取込構造をもつフェノール類の環状オリゴマーを用いた、膜厚50μm以下のガス分離薄膜を開発する。具体的には、ⅰ）フェノール類環状オリゴマーを高分子膜体中へ均一分散した高分子膜、ⅱ）フェノール類環状オリゴマーをエチルエステル化等により化学修飾した分離膜、ⅲ）化学修飾したフェノール類環状オリゴマー薄膜を炭化させた炭素膜、の3種類の分離膜を研究する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In order to create a polymer separation membrane, we focused on cyclic oligomers (Noria) of phenols, which can capture CO2 molecules and can be thinned with a crystal size of less than 1 micrometer, and investigated: i) dispersing them uniformly in a polymer membrane after being dissolved in a special solvent such as N-methylpyrrolidone, and ii) chemically modifying the phenolic hydroxyl groups in Noria and thinning them by themselves.
i), the polymer chains blocked Noria's pores, showing a decrease in gas permeation performance. In ii), we tried to introduce various alkyl chains, but could not obtain a strong, free-standing membrane. Tubular membranes coated with chemically modified Noria on an alpha-alumina tubular support were prepared, but unreacted chemically modified molecules blocked the Noria cavity and did not show good gas separation properties.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
地球規模の気候変動への対応のため、工場から排出されるCO2ガスを収集し、これを水素還元して有機原材料のメタノールへと誘導する技術の確立が求められている。これには、排ガスおよび水素・CO2等の混合ガスからのCO2ガスの濃縮・単離が必要となる。分離膜によるCO2ガス分離は多くの利点をもつが、特に、高透過性と高分離性を併せもつ分離膜によるCO2ガス分離技術は未だ見出されておらず、開発が急務である。
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Report
(5 results)
Research Products
(20 results)
