2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a thermoresponsive draw solute with zero leakage for forward osmosis process
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19K15339
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
稲田 飛鳥 宮崎大学, 工学部, 助教 (10803835)
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2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 駆動溶液 / 正浸透 / イオン液体 / 下限臨界溶液温度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、高浸透圧の発現と立体的な分子構造による膜漏洩性の大幅な低減、相分離後希薄相の濃度低減による高効率DS再生を同時に兼ね備えたLCST型DSの開発を行うために、昨年度の研究結果を踏まえ、ジェミニ型イオン液体のカチオンを水酸化テトラブチルアンモニウムを原料とした[N4444]から水酸化テトラブチルホスホニウムを原料とした[P4444]に変更し、ジアニオンはヘキサフルオログルタル酸、オクタフルオロアジピン酸、ドデカフルオロスベリン酸を用い、2:1の物質量比で水中で混合して水を減圧留去することにより、ジェミニ型イオン液体（①[P4444]2[C3F6(COO)2]、②[P4444]2[C4F8(COO)2]、③[P4444]2 [C6F12(COO)2]）の合成を行った。3種類の合成したジェミニ型イオン液体の温度変化による相分離性を確認したところ、①については、室温～80℃の温度域では２相に分離せず、１相となり溶解し、③は室温～80℃の温度域で２相に分離した。②については、目的のLCST型の相分離を示した。続いて、①と②の浸透圧の測定を行った。その結果、①、②のどちらも濃度の増加にともない25℃における浸透圧は増加し、50wt%水溶液で40.6 bar、および17.6 barをそれぞれ示した。さらに②について、FO膜による透水性能を行った結果、DS濃度が59.8 wt%（浸透圧 28 bar）の時に水透過流束は1.23 LMHで、DS透過流束は1.67 gMHを示した。ジェミニ型ではない類似構造の[P4444][CF3COO]イオン液体の試験結果と比較し、水透過流束は同程度にもかかわらず、DS透過流束が低く抑えられていたため、本DSによって膜漏洩性の低減に成功した。
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