マイクロ波加熱を用いたゼオライト膜の高速連続製膜法の創成

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650831
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 喜多 英敏 山口大学, 工学部, 助教授 (10177826)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉野 真 山口大学, 工学部, 助手 (60311817) ; 田中 一宏 山口大学, 工学部, 助教授 (30188289) ; 岡本 健一 山口大学, 工学部, 教授 (20029218)
• Keywords: ゼオライト膜 / 水熱合成 / マイクロ波加熱 / 膜分離 / パーベーパレーション / 浸透気化分離 / 無機膜

Research Abstract

本研究では新規プロセス技術として注目されているマイクロ波加熱法をキーテクノロジーとしてゼオライト製膜プロセスに導入し大量生産が可能な高速連続式のゼオライト製膜技術を開発することを目的として、A型およびY型ゼオライト膜について、原料の種類、原料組成比、原料濃度や熟成の有無、種結晶の有無、合成温度、マイクロ波照射条件(出力・時間・圧力)等のマイクロ波加熱によるゼオライト膜の最適製膜条件について検討した。セラミックス多孔質支持体(直径1.2cm、長さ10cm、孔径1μm)上にスラリー状のゼオライト種結晶を塗布して製膜した膜のX線回折測定結果および走査電子顕微鏡観察から、多孔質支持体上にゼオライト多結晶を緻密に製膜出来ることがわかった。さらに種結晶を用いない場合にもゲルを一度交換することで緻密なゼオライト膜の製膜が可能であった。製膜したゼオライト膜の浸透気化分離法による分離性能を調べた結果、A型ゼオライト膜では水/エタノール(10/90wt%)混合液に対して75℃で透過流束2kg/m^2h以上、分離係数10000,Y型ゼオライト膜ではメタノール/MTBE(10/90wt%)混合液で透過流束2kg/m^2h以上、分離係数5600を示し、種結晶処理膜では従来法の4分の1から半分の製膜時間で、種処理なしでも従来法に比べ短時間で優れた選択透過膜を製膜出来ることがわかった。さらに流通式製膜法の検討を開始した。来年度はA型、Y型に加えて疎水性でエタノール選択透過性のZSM-5ゼオライト膜の検討を行う予定である。

Research Products

• [Publications] 喜多英敏: "Continuous synthesis of zeolitic Membranes by Microwave heating-Application to Pervaporation and gas Separation"Abstracts of IWZMM2001. 29-32 (2001)
• [Publications] 喜多英敏: "ゼオライト膜のマイクロ波合成"マイクロ波効果・応用シンポジウム要旨集. 56-57 (2001)