難溶解性原料を用いた緩やかな組織形成による高密度高配向ナノ構造ゼオライト膜の作製

• 研究課題/領域番号: 20560626
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 松田 元秀 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (80222305)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2010年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2009年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2008年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: ゼオライト / 膜作製プロセス / ナノ材料 / 超薄膜 / セラミックス

研究概要

本研究では、難溶解性原料としてガラス粉末を出発材に用いた水熱反応合成によって、配向性を有し、緻密で極めて薄いMFI型ゼオライト膜の作製に成功した。膜形成機構を詳細に検討した結果、反応初期に非晶質相が基板上に成形され、その後反応時間の増加とともにb軸配向性を示しながら結晶質であるゼオライト相に変化することが明らかになった。また、結晶相への転移ならびにb軸配向性は反応溶液のpHに依存することが見出され、膜構造の変化は反応溶液との界面となる膜表面から進行していることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication of oriented ZSM-5 thin films on porous substrates using slow dissolution of solid source materials (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kita, S.Nishimoto, M.Matsuda, M.Miyake
  • 雑誌名: J.Am.Ceram.Soc. 92 ページ: 3074-3076
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of oriented ZSM-5 thin films on porous substrates using slow dissolution of solid source materials (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Kita
  • 雑誌名: J.Am.Ceram.Soc. 92 ページ: 3074-3076
  • 査読あり
• [雑誌論文] ゼオライト膜の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松田元秀
  • 雑誌名: CERAMIC DATA BOOK 2009/10 37 ページ: 165-168
• [学会発表] ガラス粉末を出発材とした配向性MFI型ゼオライト膜のプロセッシング (2011)
  • 著者名/発表者名: 稲富俊裕
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2011年年会
  • 発表場所: 静岡大学浜松キャンパス(静岡県)
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] ガラス粉末を用いたゼオライト膜の作製～出発材組成の影響～ (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤岩正章
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2011年年会
  • 発表場所: 静岡大学浜松キャンパス(静岡県)
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] ガラス粉末からのゼオライト膜作製とその膜形成機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 稲富俊裕
  • 学会等名: 第49回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター(岡山県)
  • 年月日: 2011-01-11
• [学会発表] ガラス粉末を出発材とした配向性MFI型ゼオライト膜のプロセッシング (2011)
  • 著者名/発表者名: 稲富俊裕
  • 学会等名: 公益社団法人日本セラミックス協会 2011年年会
  • 発表場所: 静岡大学浜松キャンパス(静岡県)
• [学会発表] ガラス粉末を用いたゼオライト膜の作製～出発材組成の影響～ (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤岩正章
  • 学会等名: 公益社団法人日本セラミックス協会 2011年年会
  • 発表場所: 静岡大学浜松キャンパス(静岡県)
• [学会発表] ガラス粉末を出発材とした配向性MFI型ゼオライト薄膜の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 稲富俊裕
  • 学会等名: 日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本県)
  • 年月日: 2010-11-07
• [学会発表] ガラス粉末を出発材としたゼオライト膜の作製～出発ガラス種の影響～ (2010)
  • 著者名/発表者名: 赤岩正章
  • 学会等名: 日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本県)
  • 年月日: 2010-11-07
• [学会発表] バルク状原料を用いたMFI型ゼオライト膜の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 稲富俊裕
  • 学会等名: 合同学術講演大会(日本金属学会九州支部)
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本県)
  • 年月日: 2010-06-05
• [学会発表] バルク状原料を用いたMFI 型ゼオライト膜の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村佳祐
  • 学会等名: 合同学術講演大会(日本金属学会九州支部)
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本県)
  • 年月日: 2010-06-05
• [学会発表] ガラス原料を出発源としたSiOxの形態制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北智孝
  • 学会等名: 第48回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
  • 年月日: 2010-01-13
• [学会発表] ガラス原料を出発源としたSiOxの形態制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北智孝
  • 学会等名: 第48回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 沖縄県、沖縄コンベンションセンター
• [学会発表] 固体状原料を出発源としたMFI薄膜の作製と高次構造制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北智孝
  • 学会等名: 無機マテリアル学会第119回学術講演会
  • 発表場所: 大垣市情報工房 スインクホール(岐阜県)
  • 年月日: 2009-11-05
• [学会発表] バルク状原料の溶解を利用した多孔基板への配向ゼオライト薄膜の作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北智孝
  • 学会等名: 日本化学会第89回春季年会(2009)
  • 発表場所: 日本大学(千葉県)
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] バルク状原料の溶解を利用した金属基板上への配向性ZSM-5薄膜の作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 乾由貴子
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2009年年会
  • 発表場所: 東京理科大学(千葉県)
  • 年月日: 2009-03-16
• [学会発表] 固体状原料を出発源としたMFI薄膜の作製と高次構造制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北智孝
  • 学会等名: 無機マテリアル学会第119回学術講演会
  • 発表場所: 岐阜県、大垣市情報工房スインクホール5F
• [学会発表] バルク状原料の溶解を利用した多孔基板への配向ゼオライト薄膜の作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北智孝
  • 学会等名: 日本化学会第89回春季年会(2009)
  • 発表場所: 千葉県、日本大学
• [学会発表] バルク状原料の溶解を利用した金属基板上への配向性ZSM-5薄膜の作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 乾由貴子
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2009年年会
  • 発表場所: 千葉県、東京理科大学
• [学会発表] ゼオライト配向膜の作製と細孔内修飾 (2008)
  • 著者名/発表者名: 乾由貴子
  • 学会等名: 第15回ヤングセラミストミーティングin中・四国
  • 発表場所: 広島大学(広島県)
  • 年月日: 2008-11-29
• [学会発表] ゼオライト配向膜の作製と細孔内修飾 (2008)
  • 著者名/発表者名: 乾由貴子
  • 学会等名: 第15回ヤングセラミストミーティングin中・四国
  • 発表場所: 広島県、広島大学
  • 年月日: 2008-11-29
• [学会発表] バルク状原料を出発源としたゼオライト薄膜の作製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 北智孝
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第21回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 北九州国際会議場(福岡県)
  • 年月日: 2008-09-19
• [学会発表] バルク状原料を出発源としたゼオライト薄膜の作製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 北智孝
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第21回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 福岡県、北九州国際会議場
• [図書] CERAMIC DATA BOOK(ゼオライト膜の開発2009/10、37) (2009)
  • 著者名/発表者名: 松田元秀、三宅通博