2016 Fiscal Year Research-status Report
化学修飾シクロデキストリン類導入によりミクロ孔を付与した高分子分離膜の開発
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15K12233
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| Research Institution | Ube National College of Technology |
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Principal Investigator |
山崎 博人 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (20300618)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
喜多 英敏 山口大学, 創成科学研究科, 教授(特命) (10177826)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | β-シクロデキストリン / α-シクロデキストリン / γ-シクロデキストリン / 酢酸セルロース / ガス分離膜 / 気体透過係数 / アセチル化 / 理想分離係数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度は、昨年度、検討していた完全アセチル化-β-シクロデキストリン（AcβCD）に加え、新たに完全アセチル化-α-シクロデキストリン（AcαCD）と、完全アセチル化-γ-シクロデキストリン（AcγCD）を合成し、各々を酢酸セルロース（CA）にブレンドした平膜（CA-b-AcCD）を開発し、それらの物性調査行った。AcβCDとAcγCDは、ピリジン溶媒中、CDと無水酢酸を攪拌しながら、45℃で8ｈ以上保って縮合反応させたが、AcαCDの合成時は，反応温度を60℃とした。
CA-b-AcCD平膜は、アセトン(超脱水)中へ所定量のCAとAcCDを撹拌しながら入れたキャスト溶液をガラス板上へ流し、500μmの溶液高さで、ガラス棒で引き延ばし、乾燥を経てCA-b-AcCD平膜を作成した。作成した分離膜は、膜厚測定、X線回折(XRD)及び、気体透過実験を行った。気体透過実験は真空タイムラグ法透過装置を用い、35℃、2atm 条件で各ガス成分(He、H2、CO2、O2、N2、CH4)の透過係数(P)を測定した。なお、拡散係数(D)はタイムラグ法を用い、D=l2/6θより求めた(lは膜厚、θはタイムラグ)。溶解度係数(S)はS=P/Dの関係から求めた。ガス成分A、Bの理想分離係数(α)は、α=PA/PBより求めた。AcCDの添加量及び、異なる内部空孔をもつα,β,γ体について検討することで、透過物性への影響について評価を行った。
CAに対し、AcCDを5～50wt%ブレンドしたキャスト膜は、膜厚14～56μmをもつ透明膜となり、気体透過実験が可能であった。AcCDを添加するほどCA-b-AcCD のP値は増加した。そしてP値の増加はS値よりもD値の増加によるものであった。AcβCD添加は、CO2/CH4、O2/N2、CO2/N2系ではα値一定で値Pを増加させる効果があった。AcαCDとAcγCD添加はO2/N2、CO2/N2系ではα値一定でP値を増加させる効果があった。XRDの結果より、AcβCD添加量を増加することで、P値とD値も増加することが裏付けられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ほぼ計画通り、順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
調製した各種CA-b-AcCD平膜の引っ張り試験を行い、力学的性質を評価する。また、アセチル化以外のCDの化学修飾を試み、同様な平膜を得てガス分離性を評価する。
多孔質α-アルミナチューブ上にディップコートを経て、炭化膜の調製を試み、そのガス透過性を検討する。
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| Causes of Carryover |
データ整理用に高性能コンピュータを購入するため、予算を確保したが、次年度、新製品が販売されることがわかり、今年度の購入を見送った。従って、研究計画には、一切の支障はない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
残予算は、高性能コンピュータの購入にする充当予定。
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