Preparation of silicon-carbide based molecular sieve membranes and their application to steam recovery at medium to high temperatures

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22085
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 27:Chemical engineering and related fields
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: TSURU Toshinori 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (20201642)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: 膜分離 / 炭化ケイ素 / 多孔質膜 / 高分子前駆体

Outline of Final Research Achievements

Sub-nanoporous membranes have attracted great attention as hydrogen and carbon dioxide separation membranes, but the serious problem is the membrane stability under water vapor at high temperatures, that is, the hydrothermal stability. In this study, we focused on silicon carbide as a non-oxide ceramic material because of its excellent heat and chemical resistance. The present study shows that Allylhydoridopolycarbosilane (AHPCS) is a promising material for the development of molecular sieve membranes with hydrothermal stability.

Free Research Field

化学工学　膜工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では，非酸化物セラミック材料として，耐熱性・耐化学薬品性に優れる炭化ケイ素に着目した。Allylhydoridopolycarbosilane（AHPCS)を前駆体として用い，不活性雰囲気で500℃から800℃で焼成することで，炭化ケイ素系非酸化物セラミック膜が分子篩性を示すこと，さらにその細孔径が焼成温度で制御可能なことを明らかとした。さらに，400℃水熱条件下で長期間にわたり安定している可能性を明らかとした。これまでに非酸化物セラミックによる分子ふるい膜の開発と水熱安定性評価の研究例は報告されておらず，本研究の新規性は高いだけでなく，今後の応用展開が期待される。