| 研究課題/領域番号 |
10555237
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 室蘭工業大学 |
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研究代表者 |
平井 伸治 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (10208796)
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| 研究分担者 |
新井 敦 佐々木硝子株式会社, 課長
和田 健二 無機材質研究所, 主任研究官
島影 和宜 (嶋影 和宜) 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (70005346)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
9,700千円 (直接経費: 9,700千円)
1999年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1998年度: 8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
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| キーワード | AI陽性極酸化メンブレン / ゾル-ゲル被覆 / Zr酸化物 / クロム酸(VI)イオン / 有機染料 / 電気透析 / アルブミン / M13バクテリオファージ / Al陽極酸化メンブレン / 除去率 / アルミニウム陽極酸化分離膜 / ゾル / ゲル被覆 / ジルコニウム酸化物 / クロム酸イオン / 分離特性 |
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| 研究概要 |
本研究ではAl陽極酸化皮膜を支持膜に用い、ゾルーゲルは法により細孔壁表面にZr酸化物を被覆することにより細孔径が縮小され、かつ耐酸性が付与された分離膜を作製し、最初にその分離膜を用いた電気透析によるクロム酸イオンの分離特性について調査した。支持膜には、細孔径が20nmで膜厚が64nmの市販のものと、Al基板をスルホサリチル酸-硫酸混合水液中にて定電圧電解後、逆電剥離法により作製した細孔径が約1nmで膜厚が94μmのものを用いた。これらの指示膜を、Zr酸化物を被覆する場合はZr(n-OBu)_4:DEG:H2O:EtOH=1:2:2:50、水酸アパタイトを被覆する場合はCa(OEt)_2:P(OEt)_3:EG:Et-OH:H_2O:DEG=10:6:359:942:2.5:10の各々のモル比に調整したゾルに浸漬し、一定速度による引き上げ、自然乾燥、573Kの加熱処理からなる操作を2〜6回繰り返すディップコーティングに供した。電気透析実験では、硫酸ナトリウム水溶液の陽極室とクロム酸(IV)水溶液の陰極室との間に分離膜を置き、両極室の電極間に30Vを加え1.8ksの透析を行った。細孔径が20nmの陽極酸化皮膜を用いた場合の分離率は、ゾルーゲル被覆前では0%であったが、1回の被覆により90〜93%に著しく増加した。一方、細孔径が1nmの陽極酸化皮膜の場合の分離率は、被覆前にすでに88〜90%の分離率を有していたが、1〜2回の被覆を行うと95〜99.5%まで増加した。また、細孔径の異なる二つの分離膜を用いた電気透析により、クロム酸(IV)と分子径が1.635nmの有機染料を含む混合溶液からクロム酸(IV)と有機染料の分離を試みたところ、各々の分離が確認された。
次に、ゾルーゲル被覆により細孔径を制御したAl陽極酸化分離膜を用い、M13バクテリオファージを混入させたアルブミン溶液からの簡易的な圧透析法によるヒト血清アルブミンとM13バクテリオファージの分離の可能性について調査した。分離実験では、最初にメチレンブルー水溶液、次にヒト血清アルブミンを1%含む水溶液を用いて分離膜の各々の透過時間が0.24ksまでの透過性を確かめた上で、大きさが約φ6×850(nm)のM13バクテリオファージを5.4×10個/mlの割合で添加したアルブミン溶液からの圧透析法による分離を行った。メチレンブルー水溶液および1%アルブミン水溶液を用い各々の流量が5ml/minの透過実験の結果、全ての分離膜において透過率が90〜100%の良好な透過性が確認された。なお、いずれの分離膜においても、目詰りに起因した水圧の変化は見られなかった。アルブミン溶液からのM13バクテリオファージの分離実験では、Zr酸化物と水酸アパタイトの何れの場合も、2回のコーティングにおいて分離率が最も増加し、その分離率は86〜90%に達したが、コーティング回数の増加とともに次第に分離率が低下する傾向が認められた。今後、分離膜を直列に並べるなどの方法を取れば、一層の分離率の向上が期待される。
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