2016 Fiscal Year Annual Research Report
Quantitative understanding of correlation between permeation property through MFI-type zeolite membrane and adsorption property
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15K18259
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
瀬下 雅博 早稲田大学, 理工学術院, 助教 (50708584)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ゼオライト膜 / MFI型ゼオライト / 透過分離特性 / 吸着特性 / Si/Al比 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度の検討により得られたLow-Silica Zeolite、High-Silica ZeoliteおよびPure-Silica Zeolite膜について、膜構造の評価を行うために窒素吸着等温線を取得した。その結果、それぞれの膜のMFI構造に由来する細孔に対する窒素吸着量は、68、60、70 cm3(STP) g-1であった。この結果から、得られた膜のミクロ孔容積には大きな差異がないと考えられる。つまり、昨年度得られたSi/Alの違いによるメタノール/CO2およびH2O/CO2透過分離性能の違いは膜のミクロ孔容積の違いによるものではないことが示された。
また昨年度、C6異性体分離によって膜の緻密性を評価したが、n-hexane単成分透過における温度依存性が膜のSi/Alによって異なるといった非常に興味深い結果が得られた。n-hexaneの透過度はLSZ膜では温度の上昇に伴い透過度が増加する活性拡散的な透過挙動を示したのに対し、HSZおよびPSZ膜では温度に依らず透過度が一定であるKnudsen拡散的な透過挙動を示した。また同様の温度依存性を示したHSZおよびPSZ膜の透過度を比較すると、PSZ膜の方がHSZ膜よりも高い値を示した。これは骨格構造中にカウンターカチオンであるNaカチオンが存在しないPSZに対して、HSZ膜ではNaカチオンが存在することによってn-hexaneの透過が阻害された可能性が考えられる。またHSZ膜よりもさらにNaカチオン量の多いLSZ膜についてはn-hexaneの透過できる細孔がさらに狭まることにより活性拡散的な透過挙動を示したのではないかと考えられる。これは当初予期していなかったことだが、非常に興味深い。
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