2006 Fiscal Year Annual Research Report
バイオガスからの高純度CH4・CO2同時製造のためのDD3Rゼオライト膜の創製
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18686044
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
姫野 修司 長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (60334695)
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| Keywords | 下水道 / バイオガス / ゼオライト膜 |
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| Research Abstract |
本研究では、DDR型ゼオライト膜を用いたバイオガスからのCH_4分離システムを構築することを目的として、DDR型ゼオライト結晶のCO_2、CH_4吸着特性を解析し、DDR型ゼオライト膜の製膜を行った。所定量の1-アダマンタンアミン(ADA)、エチレンジアミン(EN)、シリカゾル、水を調整した原料溶液を作成した。次に、多孔質α-アルミナ支持体の外表面に濃度を調整したDDR型ゼオライト種結晶溶液を塗布した。種結晶を塗布した多孔質α-アルミナ支持体および調整した原料溶液を耐圧容器に入れ、428Kで48時間水熱合成を行った。水熱合成後、耐圧容器から取り出した支持体を電気炉において1073Kで4時間焼成し、構造規定剤であるADAを焼失させることによりDDR型ゼオライト膜を得た。その結果、本研究で用いたDDR型ゼオライト膜は、298K、供給圧力0.2MPaにおいて単成分ガスのCO_2の透過度は4.17×10^<-7>mol m^<-2>s^<-1>Pa^<-1>、CO_2/CH_4理想分離係数336であった。また、加圧透過試験では298K、供給圧力0.6MPaにおいてCO_2/CH_4混合ガス(50:50)の分離係数は最大で106、そのときのCO_2の透過度は2.41x10^<-7>mol m^<-2>s^<-1>Pa^<-1>であり、スウィープ試験では298K、供給圧力0.1MPaにおいてCO_2/CH_4混合ガス(50:50)の分離係数は最大で200、そのときのCO_2の透過度は3.02×10^<-7>mol m^<-2>s^<-1>Pa^<-1>であった。さらに、供給圧力3MPaの高圧でもCO_2/CH_4理想分離係数50以上を保ち、高圧でも非常に高い分離性能を有することがわかった。
DDR型ゼオライト膜はCO_2/CH_4分離係数100以上を得ており、DDR型ゼオライト膜はCO_2/CH_4分離に非常に適した膜であることが明らかになった。
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