| 研究課題/領域番号 |
15360406
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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 | 一般 |
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| 研究分野 |
化工物性・移動操作・単位操作
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
増田 隆夫 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20165715)
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| 研究分担者 |
辻 俊郎 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30163794)
多湖 輝興 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20304743)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
15,500千円 (直接経費: 15,500千円)
2004年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2003年度: 11,800千円 (直接経費: 11,800千円)
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| キーワード | シラン処理 / ゼオライトナノクリスタル / パーベパレーション / 親水性シリカライト / ゼオライト分離膜 / ナノクリスタル積層膜 / 高度分離プロセス / アセトン / シリカライト / 水選択分離 / ゼオライト / 細孔制御 / シラノール基 / 分子篩 / ゼオライト膜 / 高度分離 |
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| 研究概要 |
本研究は耐酸性が高いゼオライト分離膜を創成することを最終目的として研究を実施し次に示す成果を得た。
a)ゼオライト細孔の微小化:ゼオライトの酸点にシラン化合物を化学吸着させ、それを空気焼成することで酸点上にSiO_2ユニットを形成させるシラン接触分解法を開発している。本法にゼオライト細孔の径よりも大きいトリフェニルシラン(TPS)と径よりも小さいジエトキシメチルシラン(DES)を用いたところ、DESの場合は細孔を0.1nmだけ微小化できること、TPSでは細孔経を変化せず、ゼオライト結晶外表面の酸点を選択的に不活性化できることを見出した。
b)ゼオライトの親水化:水熱合成したゼオライトの結晶内に残存するテンプレート分子を過酸化水素水により液相酸化することでシラノール基を結晶外表面と細孔内に多く有するゼオライトを得た。このゼオライトは高い親水性を有した。
c)ゼオライトナノクリスタルの製造:TEOS、テンプレート分子、界面活性剤、水と有機溶媒から成るマイクロエマルション相を水熱処理することでゼオライトナノクリスタルを合成することに成功した。得られる結晶はサイズが60nm〜300nmの範囲で制御された単分散であった。
d)ゼオライトナノクリスタルを積層した親水性ゼオライト膜の調製:c)の方法でシリカライトのナノクリスタルを調製し、a)とb)の方法で処理した後、アルミナフィルター上に積層させることにより、親水性ゼオライト分離膜を作製した。この膜を用いて90wt%アセトン水溶液からの水分離を30〜110℃で実施した。その結果、膜は水のみを高速度に透過し、実際の蒸留塔の留出液の濃縮にほぼ適用できることが可能であり、高度分離が可能であることを明らかにした。
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