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Wastewater concentration with zero energy consumption by novel forward osmosis membrane having spontaneous water transport

Research Project

Project/Area Number 24360320
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Properties in chemical engineering process/Transfer operation/Unit operation
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

MATSUYAMA Hideto  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50181798)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) HIGA Mitsuru  山口大学, 大学院理工学研究科, 教授 (30241251)
KAMIO Eiji  神戸大学, 大学院工学研究科, 助教 (30382237)
TAKAHASHI Tomoki  神戸大学, 大学院工学研究科, 特命助教 (80535518)
SAEKI Daisuke  神戸大学, 大学院工学研究科, 特命助教 (70633832)
YASUKAWA Masahiro  神戸大学, 大学院工学研究科, 特命助教 (20647309)
石神 徹  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70595850)
大向 吉景  神戸大学, 工学研究科, 助教 (20513542)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2013: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords正浸透膜 / 汚染水濃縮 / 水チャネル / ハイドロゲル / 膜ファウリング
Outline of Final Research Achievements

In this study, innovative forward osmosis membranes (FO membranes) were developed for the purpose of concentration with low energy consumption of wastewater and radioactive water pollution. FO enables spontaneous transport of water molecules through a selective membrane from a lower concentration solution to a higher concentration solution by an osmotic pressure gradient. Thus, FO membrane process is regarded as a low energy consumption process promising an emerging technology. Both water channel membrane with biomimetic property and hydrogel membrane with micro-phase separation were prepared as FO membrane and their performances were evaluated. In addition, FO membrane fouling was also investigated because this fouling reduction is crucial to commercialize the FO membrane process.

Report

(4 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (101 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (18 results) (of which Peer Reviewed: 17 results,  Open Access: 5 results) Presentation (80 results) (of which Invited: 5 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Preparation of a forward osmosis membrane using a highly porous polyketone microfiltration membrane as a novel support2015

    • Author(s)
      M. Yasukawa, S. Mishima, M. Shibuya, D. Saeki, T. Takahashi, T. Miyoshi and H. Matsuyama
    • Journal Title

      Journal of Membrane Science

      Volume: 487 Pages: 51-59

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2015.03.043

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      Volume: 365 Pages: 381-388

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      10.1016/j.desal.2015.03.005

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      T. Takahashi, M. Yasukawa, S. Nishimori, S. Onoda, T. Miyoshi, H. Matsuyama
    • Journal Title

      Bulletin of the Society of Sea Water Science, Japan

      Volume: 69 Pages: 120-121

    • NAID

      130005264603

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      130005264605

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      130005097751

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      130005069464

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      池辺雄貴, 渋谷真史, 比嘉充
    • Organizer
      第29回中国四国地区高分子若手研究会
    • Place of Presentation
      サンポートホール高松(香川)
    • Year and Date
      2014-10-30 – 2014-10-31
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 高濃度駆動溶液を用いた浸透圧発電システムにおける発電特性評価: 溶液供給流量と発電特性の関係2014

    • Author(s)
      堀江竜翔, 池辺雄貴, 泉川慎介, 比嘉充
    • Organizer
      第29回中国四国地区高分子若手研究会
    • Place of Presentation
      サンポートホール高松(香川)
    • Year and Date
      2014-10-30 – 2014-10-31
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規PVA系正浸透膜の作製と膜特性評価2014

    • Author(s)
      後藤光暁, 恵元啓太, 樋上直樹, 比嘉充
    • Organizer
      第29回中国四国地区高分子若手研究会
    • Place of Presentation
      サンポートホール高松(香川)
    • Year and Date
      2014-10-30 – 2014-10-31
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Transport properties of charged-mosaic membranes prepared from a fabric structure of poly(vinyl alcohol)-based charged-fibers2014

    • Author(s)
      比嘉充
    • Organizer
      ISF2014
    • Place of Presentation
      東京ファッションタウンホール
    • Year and Date
      2014-09-28
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] PVA系モザイク荷電膜の作製とその特性評価2014

    • Author(s)
      比嘉充
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-24
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 正浸透膜を用いたラテックス粒子の濃縮操作における物質移動特性2014

    • Author(s)
      高橋智輝、安川政宏、松山秀人
    • Organizer
      第46回化学工学会秋季大会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡)
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 正浸透膜における膜モジュールの運転条件が透水性能に与える影響2014

    • Author(s)
      渋谷真史、安川政宏、比嘉充、松山秀人
    • Organizer
      第46回化学工学会秋季大会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡)
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 温度応答性コロイド粒子を用いた正浸透プロセスにおける駆動溶液の再生2014

    • Author(s)
      小川大地、三野泰志、高橋智輝、松山秀人
    • Organizer
      第46回化学工学会秋季大会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡)
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 無機多孔膜に固定化したリン脂質二分子膜へのGramicidin Aの導入2014

    • Author(s)
      迫郁弥、佐伯大輔、松山秀人
    • Organizer
      第46回化学工学会秋季大会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡)
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 嫌気性膜分離活性汚泥法の後処理としての正浸透膜の性能評価2014

    • Author(s)
      舛森裕太、三好太郎、小野田草介、安川政宏、高橋智輝、松山秀人
    • Organizer
      第46回化学工学会秋季大会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡)
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 正浸透膜における支持膜構造が透水性能および耐圧性に与える影響2014

    • Author(s)
      三嶋翔司、安川政宏、渋谷真史、高橋智輝、三好太郎、松山秀人
    • Organizer
      第46回化学工学会秋季大会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡)
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] メソポーラスアルミナ膜へのリン脂質二分子膜の形成とGramicidisin A の導入2014

    • Author(s)
      迫郁弥、佐伯大輔、松山秀人
    • Organizer
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山大学津島キャンパス(岡山)
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 革新的膜分離技術の動向について ~浸透圧発電の開発と課題~2014

    • Author(s)
      比嘉充
    • Organizer
      地球環境技術推進懇談会 水再生・バイオソリッド研究会
    • Place of Presentation
      大阪科学技術センター
    • Year and Date
      2014-08-21
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    • Invited
  • [Presentation] Process Performance of Cellulose Triacetate Forward Osmosis Hollow Fiber Membrane2014

    • Author(s)
      Masahiro YASUKAWA, Mitsuru HIGA, Hideto MATSUYAMA
    • Organizer
      ICOM2014
    • Place of Presentation
      Suzhou(China)
    • Year and Date
      2014-07-20 – 2014-07-25
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Membrane Concentration Process of Polymer Latex by Forward Osmosis2014

    • Author(s)
      Tomoki TAKAHASHI, Masahiro YASUKAWA, Hideto MATSUYAMA
    • Organizer
      ICOM2014
    • Place of Presentation
      Suzhou(China)
    • Year and Date
      2014-07-20 – 2014-07-25
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Evaluation of membrane fouling in a pressure retarded osmosis system2014

    • Author(s)
      Masafumi Shibuya, Yuriko Kakihana, Masahiro Yasukawa, Hideto Matsuyama, Mitsuru Higa
    • Organizer
      ICOM2014
    • Place of Presentation
      Suzhou(China)
    • Year and Date
      2014-07-20 – 2014-07-25
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Thermoresponsive Colloidal Particle Draw Solutes in Forward Osmosis2014

    • Author(s)
      Daichi OGAWA, Yasushi MINO, Tomoki TAKAHASHI, Hideto MATSUYAMA
    • Organizer
      ICOM2014
    • Place of Presentation
      Suzhou(China)
    • Year and Date
      2014-07-20 – 2014-07-25
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Immobilization of phospholipid bilayers and gramicidin A onto a porous alumina substrate by hydrophobic interaction for forward osmosis membrane2014

    • Author(s)
      Fumiya SAKO, Daisuke SAEKI, Hideto MATSUYAMA
    • Organizer
      ICOM2014
    • Place of Presentation
      Suzhou(China)
    • Year and Date
      2014-07-20 – 2014-07-25
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Rejection of ammonium ion by forward osmosis (FO) membrane2014

    • Author(s)
      Yuta Masurmori, Taro Miyoshi, Masahiro Yasukawa, Toru Ishigami, Tomoki Takahashi, Hideto Mastuyama
    • Organizer
      ICOM2014
    • Place of Presentation
      Suzhou(China)
    • Year and Date
      2014-07-20 – 2014-07-25
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a novel thin-film composite forward osmosis membrane2014

    • Author(s)
      Shouji MISHIMA, Masahiro YASUKAWA, Tomoki TAKAHASHIi, Taro MIYOSHIi, Hideto MATSUYAMA
    • Organizer
      ICOM2014
    • Place of Presentation
      Suzhou(China)
    • Year and Date
      2014-07-20 – 2014-07-25
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Relationship between membrane potential and salt transport properties in forward osmosis presess2014

    • Author(s)
      Naoki Hinoue, Hayato Toyama, Mitsuru Higa
    • Organizer
      10th International Congress on Membrane and Membrane Processes(ICOM2014)
    • Place of Presentation
      Suzhou(China)
    • Year and Date
      2014-07-20 – 2014-07-25
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 浸透圧発電システムにおけるファウリング挙動の解析:膜構造と線速度の影響2014

    • Author(s)
      池辺雄貴, 泉川慎介, 渋谷真史, 安川政宏, 松山秀人, 比嘉充
    • Organizer
      第51回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場(福岡)
    • Year and Date
      2014-06-28
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  • [Presentation] 逆電気透析発電の技術開発動向2014

    • Author(s)
      比嘉充
    • Organizer
      日本海水学会第65年会シンポジウム
    • Place of Presentation
      沖縄男女共同参画センター「てぃるる」(沖縄)
    • Year and Date
      2014-06-20
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    • Invited
  • [Presentation] 中空糸膜型正浸透(FO)膜の性能評価2014

    • Author(s)
      安川政宏、比嘉充、松山秀人
    • Organizer
      日本海水学会第65年会
    • Place of Presentation
      沖縄男女共同参画センター(沖縄)
    • Year and Date
      2014-06-19 – 2014-06-20
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 正浸透膜の特性パラメーターが透水性に及ぼす影響2014

    • Author(s)
      三嶋翔司、安川政宏、高橋智輝、三好太郎、松山秀人
    • Organizer
      日本海水学会第65年会
    • Place of Presentation
      沖縄男女共同参画センター(沖縄)
    • Year and Date
      2014-06-19 – 2014-06-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 正浸透膜法を用いたラテックス粒子の濃縮プロセス2014

    • Author(s)
      高橋智輝、安川政宏、松山秀人
    • Organizer
      日本海水学会第65年会
    • Place of Presentation
      沖縄男女共同参画センター(沖縄)
    • Year and Date
      2014-06-19 – 2014-06-20
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  • [Presentation] 中空糸膜モジュールを用いたPRO発電システムにおける最適運転条件の検討:高濃度DSと発電特性の関係2014

    • Author(s)
      泉川慎介, 池辺雄貴, 渋谷真史, 比嘉充
    • Organizer
      2014年度日本海水学会第65年会
    • Place of Presentation
      沖縄県男女共同参画センター「てぃるる」(沖縄)
    • Year and Date
      2014-06-19 – 2014-06-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 浸透圧発電システムにおけるファウリング挙動の解析:線速度とファウリング挙動との関係2014

    • Author(s)
      池辺雄貴, 泉川慎介, 渋谷真史, 比嘉充
    • Organizer
      2014年度日本海水学会第65年会
    • Place of Presentation
      沖縄県男女共同参画センター「てぃるる」(沖縄)
    • Year and Date
      2014-06-19 – 2014-06-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of operating conditions of forward osmosis membrane on rejection of nutrients contained in municipal wastewater2014

    • Author(s)
      Yuta Masumori, Taro Miyoshi, Masahiro Yasukawa, Toru Ishigami, Tomoki Takahashi, Hideto Matsuyama
    • Organizer
      IWA Specialist Conference; Advances in particle sicence and separation: from mm to nm scale and beyond
    • Place of Presentation
      Sapporo(Japan)
    • Year and Date
      2014-06-15 – 2014-06-18
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  • [Presentation] 疎水化多孔質アルミナ膜へのリン脂質二分子膜の固定化とGramicidin Aの導入2014

    • Author(s)
      迫郁弥、佐伯大輔、松山秀人
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知)
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2014-05-30
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  • [Presentation] 正浸透プロセスを用いたラテックス粒子の濃縮特性2014

    • Author(s)
      高橋智輝、安川政宏、松山秀人
    • Organizer
      日本膜学会第36年会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京)
    • Year and Date
      2014-05-12 – 2014-05-13
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  • [Presentation] 正浸透プロセスにおける駆動溶液の再生に向けた温度応答性コロイド粒子の開発2014

    • Author(s)
      小川大地、三野泰志、高橋智輝、松山秀人
    • Organizer
      日本膜学会第36年会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京)
    • Year and Date
      2014-05-12 – 2014-05-13
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  • [Presentation] 多孔質アルミナ膜に固定化したリン脂質二分子膜へのGramicidin A 導入による影響2014

    • Author(s)
      迫郁弥、佐伯大輔、松山秀人
    • Organizer
      日本膜学会第36年会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京)
    • Year and Date
      2014-05-12 – 2014-05-13
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 荷電性PVA系FO膜を用いたFOプロセスにおける膜電位とイオン透過性との関係2014

    • Author(s)
      樋上直樹, 遠山隼人, 比嘉 充
    • Organizer
      日本膜学会第36年会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京)
    • Year and Date
      2014-05-12 – 2014-05-13
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  • [Presentation] シミュレーションを用いた膜電位及びイオン透過性における濃度分極の解明2014

    • Author(s)
      恵元啓太, 樋上直樹, 遠山隼人, 比嘉充
    • Organizer
      日本膜学会第36年会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京)
    • Year and Date
      2014-05-12 – 2014-05-13
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Forward Osmosis膜における支持体内のファウリング挙動2014

    • Author(s)
      安川政宏、渋谷真史、比嘉充、松山秀人
    • Organizer
      化学工学会第79回年会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
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  • [Presentation] Gramicidin Aを用いた生体膜模倣型逆浸透膜の作製における製膜条件の検討2013

    • Author(s)
      山下剛, ら
    • Organizer
      化学工学会第78年会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2013-03-19
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Forward Osmosisプロセスの膜ファウリング機構の検討2013

    • Author(s)
      安川政宏, ら
    • Organizer
      化学工学会第78年会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2013-03-19
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 微生物付着抑制を目指した逆浸透膜への両性イオン型ポリマーの表面修飾方法の検討2013

    • Author(s)
      谷本辰也, ら
    • Organizer
      化学工学会第78年会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2013-03-19
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  • [Presentation] 疎水性相互作用を利用した無機多孔膜へのリン脂質二分子膜の固定化に関する検討2013

    • Author(s)
      迫郁弥、佐伯大輔、松山秀人
    • Organizer
      第62回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      京都国際会館
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  • [Presentation] 分離膜を指向した疎水化無機多孔膜へのリン脂質二分子膜の固定化に関する検討2013

    • Author(s)
      迫郁弥、佐伯大輔、松山秀人
    • Organizer
      化学工学会第45回秋季大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
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  • [Presentation] Forward Osmosisにおける膜ファウリング挙動とプロセス性能評価2013

    • Author(s)
      安川政宏、渋谷真史、比嘉充、松山秀人
    • Organizer
      日本膜学会第35年会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
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  • [Presentation] Fouling behavior and Process Performance of Forward Osmosis (FO) membranes: Effect of Experimental Conditions2013

    • Author(s)
      Masahiro Yasukawa, Masafumi Shibuya, Mitsuru Higa, Hideto Matsuyama
    • Organizer
      The 8th Conference of Aseanian Membrane Society
    • Place of Presentation
      Xi’an(China)
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  • [Presentation] 中空糸Forward Osmosis(FO)膜の種々の運転条件におけるFO特性評価2013

    • Author(s)
      安川政宏、比嘉充、松山秀人
    • Organizer
      化学工学会第45回秋季大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
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  • [Presentation] 正浸透プロセスを利用したラテックス粒子の濃縮に関する基礎的検討2013

    • Author(s)
      高橋智輝、安川政宏、比嘉充、松山秀人
    • Organizer
      化学工学会第45回秋季大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
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  • [Presentation] 三酢酸セルロース系膜を用いた正浸透プロセスにおける膜電位と溶質輸送特性との関係2013

    • Author(s)
      遠山隼人、比嘉充
    • Organizer
      日本膜学会第35年会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
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  • [Presentation] 正浸透現象下での膜電位とイオン透過性におけるシュミレーションの考案2013

    • Author(s)
      樋上直樹、遠山隼人、比嘉充
    • Organizer
      分離技術会年会2013
    • Place of Presentation
      千葉
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    • Author(s)
      Hayato Toyama, Naoki Hinoue, Mitsuru Higa
    • Organizer
      The 8th Conference of Aseanian Membrane Society
    • Place of Presentation
      Xi’an(China)
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  • [Presentation] Evaluation of water permeability in a FO test system using various electrolytes as draw solute2013

    • Author(s)
      Masafumi Shibuya, Shinsuke Izumikawa, Mitsuru Higa
    • Organizer
      The 8th Conference of Aseanian Membrane Society
    • Place of Presentation
      Xi’an(China)
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  • [Presentation] Relationship between membrane potential and ionic permeability in forward osmosis process2013

    • Author(s)
      Naoki Hinoue, Hayato Toyama, Mituru Higa
    • Organizer
      The 6th Membrane Conference of Visegrad Countries permea2013
    • Place of Presentation
      ポーランド
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  • [Presentation] 種々の荷電構造を有するPVA系FO膜における膜電位とイオン透過性との関係2013

    • Author(s)
      樋上直樹、遠山隼人、比嘉充
    • Organizer
      第28回中国四国地区高分子若手研究会
    • Place of Presentation
      岡山
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  • [Presentation] 疎水性相互作用を利用した多孔質アルミナ膜へのリン脂質二分子膜の固定化とGramicidin Aの導入

    • Author(s)
      迫郁弥、佐伯大輔、松山秀人
    • Organizer
      第59回高分子研究発表会
    • Place of Presentation
      兵庫県民会館
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] TFC型FO膜の開発とFO特性評価

    • Author(s)
      三嶋翔司、安川政宏, 高橋智輝、三好太郎、松山秀人
    • Organizer
      第16回化学工学会学生発表会(堺大会)
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 三酢酸セルロース系正浸透膜の膜構造の違いによる水透過性と膜電位との関係

    • Author(s)
      渋谷真史、泉川慎介、比嘉充
    • Organizer
      第50回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] PVA系正浸透荷電膜を用いたシュミレーションによる膜電位とイオン透過性の解明

    • Author(s)
      樋上直樹、遠山隼人、恵元啓太、比嘉充
    • Organizer
      第50回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 正浸透膜法および浸透圧発電の現状と将来展望

    • Author(s)
      比嘉 充
    • Organizer
      第3回神戸大学統合研究拠点サロン
    • Place of Presentation
      神戸
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] シュミレーションを用いたFOプロセスの膜電位とイオン透過性との関係

    • Author(s)
      恵元啓太、樋上直樹、遠山隼人、比嘉充
    • Organizer
      第16回化学工学会学生発表会(堺大会)
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] 濾過スケールアップの正しい進め方と成功事例集2014

    • Author(s)
      比嘉 充,渋谷 真史
    • Total Pages
      531
    • Publisher
      技術情報協会
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 膜工学グループ

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~matuyama/cx14HP/index_j.html

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  • [Remarks] 比嘉研究室

    • URL

      http://piano.chem.yamaguchi-u.ac.jp/

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      2014 Annual Research Report

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Published: 2012-04-24   Modified: 2019-07-29  

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