| 研究課題/領域番号 |
19K05121
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分27010:移動現象および単位操作関連
|
|---|
| 研究機関 | 神戸大学 |
|---|
研究代表者 |
中川 敬三 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 准教授 (60423555)
|
|---|
| 研究分担者 |
松山 秀人 神戸大学, 先端膜工学研究センター, 教授 (50181798)
吉岡 朋久 神戸大学, 先端膜工学研究センター, 教授 (50284162)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
|
|---|
| キーワード | ナノシート / 膜分離 / 水処理 / ナノろ過膜 / 酸化グラフェン / ニオブ酸ナノシート / 分離膜 / 異種ナノシート界面 / 二硫化モリブデン |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では種々の２次元ナノシート材料を積層した高い分離機能を有する超薄膜型水処理膜の開発を行う．異なる機能性を有するナノシートを組み合わせたナノシート複合積層膜を作製し，各ナノシート種の表面構造を活かした協奏的２次元チャネルを形成させ，高い構造安定性と共に，優れた透過性と分離性を両立しうる革新的ナノシート分離膜の設計手法を構築する．
|
| 研究成果の概要 |
無機膜は耐薬品性や機械的強度等に優れ，そのため用途範囲が広く膜寿命が長いこと，また分離性が比較的高いことが特徴であるが，透過性や製膜性，製造コストの点が課題となっている．本研究では種々の二次元ナノシート材料を積層した超薄膜型水処理膜の開発を行った．酸化グラフェンおよびニオブ酸ナノシートを利用した複合積層膜は，それぞれ単独のナノシート積層膜よりも高い塩阻止性を示すことがわかった．陽電子消滅法などの構造解析や分子動力学シミュレーションの結果より，異なるナノシート層の間で界面緻密層が形成されることにより，高い分離性能が発揮されることが明らかとなった．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発された新規ナノシート複合膜は，過去に報告例のない異なる種類のナノシートで形成される超薄膜が形成されており，高い塩阻止性が得られている．このような結果は，水処理のみならずガス分離，有機溶剤ろ過への応用に展開でき，水や大気環境の改善，石油化学や医薬品産業等における溶剤濃縮の省エネルギー化に寄与することが期待される．本研究成果は，化学工学分野において重要な学術的知見であり，カーボンニュートラルの実現に貢献しうる．
|
