Depelopment of microporous TiO2-ZrO2-organic composite membranes with ultra-high permeability for organic solvent liquid phase separation

• Project/Area Number: 20H02505
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27010:Transport phenomena and unit operations-related
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 吉岡 朋久 神戸大学, 先端膜工学研究センター, 教授 (50284162)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中川 敬三 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 准教授 (60423555) ; 新谷 卓司 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 特命教授 (90607574)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000); Fiscal Year 2021: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2020: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
• Keywords: セラミック膜 / 有機溶剤分離 / 有機キレート配位子 / 分子シミュレーション

Outline of Research at the Start

蒸留法に比べて省エネルギーである，有機溶剤分子混合物の膜分離（超ろ過）法に応用可能な，機械的強度と耐溶剤性を有する新規な複合セラミック膜を開発する．有機キレート分子をTiおよびZr元素に配位させたTiO2とZrO2の複合酸化物膜をゾル－ゲル法により作製し，この有機キレート分子を製膜過程で部分的に除去することにより，金属酸化物中に分離場となる大きさが制御されたサブナノサイズの空隙を形成させる．分子シミュレーションを併用することにより，多孔性無機膜の細孔構造と液体分子の透過／阻止現象の関係を明らかとすることを通じて，超ろ過現象の実証とその基本学理を明らかとする．