Development and Investigation on Formation Mechanism of Nano Pore WO3 Membrane

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15336
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 27010:Transport phenomena and unit operations-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Hagio Takeshi 名古屋大学, 未来社会創造機構, 助教 (40808648)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 分離 / 分離膜 / ナノポーラス材料 / 酸化タングステン / 耐酸性 / 結晶成長制御 / 膜形成技術

Outline of Final Research Achievements

Hexagonal tungsten oxide (Nano Pore WO3) is a promising membrane material for separation of gas/gas or liquid/liquid mixtures; especially for dehydration of acidic solutions, owing to its pores with molecular size and high acid resistance. However, separation membranes made of Nano Pore WO3 have not been reported to date. Here, we investigated the synthesis conditions to prepare Nano Pore WO3 membranes and its dehydration performance against water/acetic acid mixtures. We found that the membrane can separate molecules by size. Water selectively pass through the membrane and it showed water/acetic acid separation ability even after immersion in a water/acetic acid mixture with a pH below 0 for more than 500 hours.

Free Research Field

分離工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

溶媒の分離・精製には蒸留法が適用されるが、沸点差を利用する蒸留法は、産業活動で消費されるエネルギーの50%近くを消費する。近年、ナノ細孔を利用して分子をサイズによって分離する分離膜が開発され、蒸留法に代わる省エネルギー技術として期待されるが、膜材料の耐酸性等の性質が不十分といった課題が残されており、現状の産業利用は限定的であった。今回の分子をサイズで分けることが可能で、耐酸性も高い新たな膜材料の開拓は更なる産業利用や新規用途の開拓のために重要である。