| 研究課題/領域番号 |
17H03448
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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 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
原 伸生 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (70613545)
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| 研究分担者 |
田中 秀樹 信州大学, 先鋭領域融合研究群先鋭材料研究所, 教授(特定雇用) (80376368)
長谷川 泰久 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (90392646)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
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| キーワード | 分離膜 / 気体分離 / 多孔質材料 / 金属有機構造体 / MOF / ZIF-8 / ZIF-7-IIII / ZIF-L / ZIF-7-III / 多孔質膜 / 膜分離工学 / 気体分離膜 / 吸着特性 / 化学工学 / 反応・分離工学 / 表面・界面物性 / 解析・評価 / 二酸化炭素排出削減 |
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| 研究成果の概要 |
多孔質材料を用いた分離膜開発の高効率化を目指して、金属有機構造体（Metal-Organic Framework：MOF）に着目して研究を行った。MOF粒子の形態制御として、界面活性剤を使用してZIF-7-IIIとZIF-Lの粒子形態制御を行った。新規膜作製方法の開発として、ZIF-LおよびZIF-8を用いた膜作製を行い、膜構造および膜透過特性を評価した。ZIF-8膜について、ZIF-8の物性を元に推算したマイクロ孔を透過する分子ふるい流と、実際の膜透過において不可避な結晶間隙のクヌーセン流と粘性流について、それぞれの寄与を定量的に解析した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、多孔質材料を用いた分離膜開発の高効率化を目指して、金属有機構造体（Metal-Organic Framework：MOF）に着目して行った。MOF粒子の形態制御においては、マイクロエマルションを使用したZIF-7-IIIの合成に成功し、界面活性剤の疎水鎖長が粒子形態に影響を及ぼすとの知見を得た。新規膜作製方法の開発においては、酸化亜鉛層を反応の基点とする新規な膜形成法を提案した。ZIF-8膜について、ZIF-8の物性と膜透過特性の関係を定量的に解析し、多孔質材料を用いた分離膜の実用化へ向けて新たな知見を得ることができた。
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