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人工イオノホア膜による次世代気体分離

研究課題

研究課題/領域番号 21651037
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 環境技術・環境材料
研究機関首都大学東京

研究代表者

川上 浩良  首都大学東京, 都市環境科学研究科, 教授 (10221897)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2010年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2009年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード人工イオノホア / 樹状高分子 / ナノ微粒子 / 気体透過 / 二酸化炭素分離
研究概要

本研究では、高気体透過性と超高気体選択性を共に実現し、従来の気体分離膜で見られる透過性と選択性のTrade-Offの関係を打破する、次世代気体分離膜を合成することを目的としている。その実現には、新しい気体透過機構を提案、実証する必要がある。申請者は、先ず特定気体分子と特異的な相互作用を形成するクラスターを合成、さらにその相互作用の結合解離速度の制御、精密に設計合成されたナノ空間からなるクラスターの再構築を行う。超分子化学的手法、あるいは相分離的手法を用いクラスターのチャネル化(クラスターチャネル構造)を実現し、気体の拡散性、溶解性を格段に向上させる革新的な気体透過機構を提案する。
本年度も、高次構造の精密制御が可能で、かつアミン構造を導入できる樹状(デンドリマー、ハイパーブランチポリマー)ナノ微粒子を合成した。その構造を解析し、気体透過測定を実施した。さらに、新規樹状ナノ微粒子を含んだ高分子膜の影響も検討するため、ゴム状高分子、ガラス状高分子をマトリックスとして選定、マトリックス効果を詳細に解析した。気体透過性は従来の気体分離膜を凌駕する極めて高い気体透過性を示し、気体透過機構の解析から樹状ナノ微粒子の気体透過係数を見積もることに成功、高分子膜の透過性を100倍以上上回ることを明らかにした。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis and Gas Permeation Properties of Asymmetric Polyimide Membranes Made by Dry-Wet Phase Inversion : Influence of the Polyimide Molecular Weight2010

    • 著者名/発表者名
      H.Kawakami, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Polymer Science

      巻: 118 ページ: 105-112

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高CO2透過性を目指したブランチポリマー修飾ナノ粒子含有高分子分離膜の作製2010

    • 著者名/発表者名
      長谷部翔一, 青山聡史, 川上浩良
    • 学会等名
      第59回高分子討論会(北海道大学)
    • 発表場所
      札幌(北海道)
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Gas transport properties of novel modified silica nanoparticle/polyimide composite membranes2009

    • 著者名/発表者名
      Satoshi AOYAMA
    • 学会等名
      The 1st FAPS Polymer Congress, Scientific Program
    • 発表場所
      Nagoya Congress Hall
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 表面ハイパーブランチまたはデンドリマー修飾無機ナノ粒子および気体分離膜2009

    • 発明者名
      川上浩良, 青山聡史
    • 権利者名
      首都大学東京
    • 出願年月日
      2009-03-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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