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実用に供する膜性能をもつ多孔質高分子膜と新しい膜分離法の開発

Research Project

Project/Area Number 24655213
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Polymer/Textile materials
Research InstitutionKansai University

Principal Investigator

浦上 忠  関西大学, 先端科学技術推進機構, 研究員 (80067701)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 白岩 正  関西大学, 化学生命工学部, 教授 (10067746)
矢島 辰雄  関西大学, 化学生命工学部, 准教授 (40434823)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsバイオエタノール / 温度差制御気化浸透法 / 多孔質高分子膜 / エタノール選択透過濃縮 / 架橋ポリジメチルシロキサン / 親水性膜 / 有機溶媒脱水 / 透過分離機構 / 架橋ポリジメチルシロキサン膜
Research Abstract

廃棄セルロース系繊維をバイオ発酵して得られる希薄エタノール水溶液(約10wt%)を膜分離技術でエタノールを選択的透過濃縮する高分子膜をポリジメチールシロキサン(PDMS)とテトラエトキシシラン(TEOS)から成るPDMS/TEOS架橋膜を成膜条件を種々変えて成膜した。得られたPDMS/TEOS膜を我々が開発した温度差制御気化浸透法(TDEV)法に適用し、エタノール濃縮性能を種々の透過条件下で検討した結果、PDMS濃度30wt%、PDMS/TEOSモル比0.5から成膜した膜を10wt%エタノール水溶液 (40oC) を供給液にし、膜周辺温度を0oCとしたTDEV法に適用した時、透過速度1.2kg/m2h、透過液中エタノール濃度63wt%の結果を得た。また、63wt%の透過液を供給液にし、同一透過条件下で透過分離特性を検討すると、透過速度3.5kg/m2h、透過液濃度80wt%の結果を得、PDMS/TEOS膜をTDEV法に適用することは意義深いことを確認した。
一方、上記のPDMS/TEOS膜はエタノール選択透過性を示す疎水性膜であるが、有機溶媒中から微量の水を脱水除去するには親水性膜が有効である。そこで、親水性膜の代表的な膜としてキトサン膜に着目し、多孔質キトサン膜によるジメチルスルホオキシド(DMSO)中の脱水除去をTDEV法で検討した。この場合には、高い透過速度で水がキトサン膜を選択的に透過して除去され、透過セル系内に脱水されたDMSOが残る。上述の疎水性膜によるエタノールの選択的透過濃縮と親水性膜による脱水除去のTDEV法での透過分離機構の解明から、混合溶液中の各成分分子の氷点と膜との親和性の相違を考慮することで、どのような混合物であっても高い透過速度で分離が可能であることを明らかにできた。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (74 results)

All 2014 2013 2012 2010 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (62 results) (of which Invited: 3 results) Book (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] バイオエタノール濃縮用高分子膜と膜分離技術の開発2014

    • Author(s)
      浦上 忠
    • Journal Title

      高分子論文集

      Volume: 71

    • NAID

      130004489490

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      Volume: 20 Pages: 23-31

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      110009633780

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      130004426466

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      高田 一仁,小手川 弘樹, 河村 暁文, 宮田 隆志, 浦上 忠
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      第61回高分子討論会
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      名古屋工業大学、愛知
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      松原 悠樹, 河村 暁文, 宮田 隆志, 浦上 忠
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      第61回高分子討論会
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      名古屋工業大学、愛知
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      渥美 侑弥,河村 暁文, 宮田 隆志, 浦上 忠
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      第61回高分子討論会
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      名古屋工業大学、愛知
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      吉村 和也, 浦上 忠, 宮田 隆志
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      第61回高分子討論会
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      名古屋工業大学、愛知
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      岩本 昌明, 浦上 忠, 宮田 隆志
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      第61回高分子討論会
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      名古屋工業大学、愛知
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      杉田 拓紀, 浦上 忠, 宮田 隆志
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      第61回高分子討論会
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      名古屋工業大学、愛知
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      向田 美穂,河村 暁文, 宮田 隆志, 浦上 忠
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      第61回高分子討論会
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      名古屋工業大学、愛知
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      諸田 真由子,河村 暁文,宮田 隆志, 浦上 忠
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      第61回高分子討論会
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      名古屋工業大学、愛知
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      武江 昌範,加藤 智也,河村 暁文, 田 隆志, 浦上 忠
    • Organizer
      第61回高分子討論会
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      名古屋工業大学、愛知
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      T. Uragami
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      3rd International Cellulose Conference
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      Chateraise Gateaux Kingdom Sapporo Hotel & Spa resort、北海道
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      浦上 忠
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      第50回高分子と水に関する討論会
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      東京工業大学 東京
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      T. Miyata, K. Okawa, C. Ohba, M. Jige, M. Morota,T. Uragami
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      The 9th International Polymer Conference (IPC 2012)
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      Kobe International Conference Center、兵庫
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      A. Kawamura, Y. Hata, T. Miyata, T. Uragami
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      The 9th International Polymer Conference (IPC 2012)
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      Kobe International Conference Center、兵庫
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      Y. Kuriu, A. Kawamura, T. Miyata, T. Uragami
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      The 9th International Polymer Conference (IPC 2012)
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      Kobe International Conference Center、兵庫
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      Y. Atsumi, A. Kawamura, T. Miyata, T. Uragami:
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      The 9th International Polymer Conference (IPC 2012)
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      Kobe International Conference Center、兵庫
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      M. Mukada, A. Kawamura, T. Miyata, T. Uragami
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      The 9th International Polymer Conference (IPC 2012)
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      Kobe International Conference Center、兵庫
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      宮田 隆志, 小嶋 友里, 来田 智行, 浦上 忠
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      東京大学先科学技術研究センター, 東京
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      第41回医用高分子シンポジウム
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      東京大学先科学技術研究センター, 東京
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      髙田 一仁, 小手川 弘樹, 宮田 隆志, 浦上 忠
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      第58回高分子研究発表会
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      兵庫県民会館、兵庫
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      来田 智行, 小嶋 友里, 宮田 隆志, 浦上 忠
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      第58回高分子研究発表会
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      兵庫県民会館、兵庫
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    • Author(s)
      浦上 忠
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      第17回関西大学先端科学技術シンポジウム
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      関西大学、大阪
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      浦上 忠
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      1788
    • Publisher
      丸善
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      浦上 忠
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      100
    • Publisher
      高分子学会編, 共立出版
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  • [Book] 海水から真水を作るセルロース膜,セルロースのおもしろ科学とびっくり活用2012

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      浦上 忠
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      223
    • Publisher
      セルロース学会編,講談社
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 発酵濃縮装置および発酵濃縮法2012

    • Inventor(s)
      浦上 忠,中野恵之,滝波弘一,和田顕男,迫 勝善,田邉和男
    • Industrial Property Rights Holder
      浦上 忠,中野恵之,滝波弘一,和田顕男,迫 勝善,田邉和男
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2012-157906
    • Filing Date
      2012-07-13
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Published: 2013-05-31   Modified: 2019-07-29  

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