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石油代替バイオエタノールの有効利用に向けた水/エタノール高速分離技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20810025
研究種目

若手研究(スタートアップ)

配分区分補助金
研究分野 環境技術・環境材料
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

大幸 裕介  兵庫県立大, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70514404)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,276千円 (直接経費: 2,520千円、間接経費: 756千円)
2009年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2008年度: 1,716千円 (直接経費: 1,320千円、間接経費: 396千円)
キーワード環境技術 / 新エネルギー / 超薄膜 / 交互積層法 / ナフィオン / エタノール分離 / バイオアルコール
研究概要

ポリカチオンとしてポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド(PDDA)を用いて、交互積層法により単分散シリカ粒子(10μm:宇部日東化成)表面に、全フッ化スルホン酸高分子(Nafion)を積層した。積層に用いたNafionとポリカチオン溶液は、それぞれMeOH:H_20=9:1(v/v)および0.5MNaC1溶液を用いて10mg/mLの濃度に調製した。積層膜の重量測定には、水晶振動子微量天秤(QCM)を用いた。
ゼータ電位測定より、単分散シリカ粒子表面にポリカチオン(プラスに帯電)およびNafion(マイナスに帯電)が交互に積層可能であることを確認した。QCMによる重量測定結果より、Nafionの積層量は1.1μg/cm^2と求められた。得られた重量および密度(1.63g/cm^2)より求めた1層当たりのNafion層の厚みは2.1nmと極めて薄いものが得られた。
Nafionで修飾した粒子上に所定量の水滴を滴下したところ、静的接触角は160°以上となり、極めて高い機水性の得られることがわかった。得られた疎水化粒子をアクリル管内に充填して注水すると、水は全く浸透しない一方でエタノールは瞬時に浸透することがわかった。一方で、粒子表面をポリスチレンスルホン酸(マイナスに帯電)で被覆した場合には、親水性に変化することがわかり、本研究目的である水/エタノール高速分離に必要なシリカ粒子の親水・疎水化技術を確立した。

報告書

(1件)
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Highly hydrophobic flip-flop-type ultrathin coating films prepared via electrostatic self-assembly2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Daiko, K. Katagiri A. Matsuda
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9

      ページ: 404-407

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thickness dependences of proton conductivity for ultra Thin Nafion multilayers prepared via LbL assembly

    • 著者名/発表者名
      Y. Daiko, K. Katagiri T. Yazawa, A. Matsuda
    • 雑誌名

      Solid State Ionics (In press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 空気中撥水-水中親水性ナノ多層薄膜の作製と下地効果2009

    • 著者名/発表者名
      江間友幸 大幸裕介武藤浩行逆井基次松田厚範
    • 学会等名
      日本化学会 2009年年会
    • 発表場所
      日本大学(舟橋)
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Nafion超薄膜による単分散シリカ粒子の表面修飾とアルコール分離への応用2009

    • 著者名/発表者名
      大幸裕介 矢澤哲夫
    • 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(野田)
    • 年月日
      2009-03-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 交互積層法により作製した撥水性ナノ多層薄膜の水接触による濡れ性の変化2008

    • 著者名/発表者名
      江間友幸 大幸裕介武藤浩行逆井基次松田厚範
    • 学会等名
      ガラスおよびフォトニクス材料討論会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2008-11-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] ゼータ電位利用集 9章2節3項 薄膜コーティング9章1節9項 ゼータ電位制御による機能制コアーシェル粒子の作製2009

    • 著者名/発表者名
      大幸 裕介
    • 出版者
      情報機構
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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