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Molecular-Net Sievingの提案と超薄膜分離膜の創製

研究課題

研究課題/領域番号 24246126
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関広島大学

研究代表者

都留 稔了  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20201642)

研究分担者 郡司 天博  東京理科大学, 理工学部, 教授 (20256663)
伊藤 賢志  独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部, 研究室長 (90371020)
連携研究者 吉岡 朋久  広島大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50284162)
金指 正言  広島大学, 大学院工学研究院, 助教 (10467764)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
46,930千円 (直接経費: 36,100千円、間接経費: 10,830千円)
2014年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2013年度: 15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
2012年度: 23,790千円 (直接経費: 18,300千円、間接経費: 5,490千円)
キーワード膜分離 / Molecular-Net-Sieving / シリカ / 膜 / オルガノシリカ / シルセスキオキサン / 分子篩 / 分離膜 / 分子ふるい / ハイブリッド / ゾルゲル法
研究成果の概要

本研究では,膜構成分子の隙間(ネットワーク細孔)を分子篩の細孔として高度制御したMolecular-Net Sieving Technologyを提案し,高選択・高透過性を有する分離膜の創製と学理を明らかとすることを目的とした。まず,①新規シリコン系モノマーおよびオリゴマーを調製し,②陽電子消滅法により,構造評価とスクリーニングを行い,③各種前駆体を用いてMolecular-Net Sieve膜を創製し,膜特性評価を行った。水素透過速度1x10-6 mol m-2 Pa-1 s-1以上,透過速度比:α(水素/プロパン)>1,000,α(水素/SF6)>10,000を達成した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (24件) (うち査読あり 24件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 15件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Synthesis of poly(3-(4-ethoxysulfonylphenoxy) 2-methylpropyl)silsesquioxane and its application as a proton-conducting membrane2015

    • 著者名/発表者名
      S. Tsukada, A. Tomobe, Y. Abe
    • 雑誌名

      Polym. J.

      巻: 47 ページ: 287-293

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and properties of a fullerene/polysilsesquioxane hybrid from chemically modified fullerene and polymethoxysilsesquioxane2014

    • 著者名/発表者名
      T. Gunji, K. Hirama, S. Tsukada, Y. Abe
    • 雑誌名

      J. Sol-Gel Sci. & Tech.

      巻: 72 号: 1 ページ: 80-84

    • DOI

      10.1007/s10971-014-3413-6

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unexpected formation of 2-amino-(1-(2-nitrophenylsulfinyl)azulene by the reaction of 2-aminoazulene with 2-nitrobenzenesulfonyl chloride2014

    • 著者名/発表者名
      H. Nakagawa, S. Tsukada, N. Abe, T. Gunji
    • 雑誌名

      Heteroatom Chem.

      巻: 25 号: 5 ページ: 389-395

    • DOI

      10.1002/hc.21173

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanohole formation in TEOS-HMDSO hybrid CVD films elucidated by positron beams2014

    • 著者名/発表者名
      Kenji Ito, Nagayasu Oshima, Atsushi Yabuuchi, and Brian E. O'Rourke
    • 雑誌名

      J. Phys.-Conf. Proc.

      巻: 505 ページ: 012022-012022

    • DOI

      10.1088/1742-6596/505/1/012022

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Closer Look at the Development and Performance of Organic/Inorganic Membranes Using 2,4,6-tris[3(triethoxysilyl)-1-propoxyl]-1,3,5-triazine (TTESPT)2014

    • 著者名/発表者名
      Suhaina M. Ibrahim, Rong Xu, Hiroki Nagasawa, Akinobu Naka, Joji Ohshita, Tomohisa Yoshioka, Masakoto Kanezashi, Toshinori Tsuru
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 4 号: 30 ページ: 12404-12407

    • DOI

      10.1039/c3ra41971a

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thin ionic liquid membranes based on inorganic supports with different pore sizes2014

    • 著者名/発表者名
      Jonathan Albo, Toshinori Tsuru
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 53 号: 19 ページ: 8045-8056

    • DOI

      10.1021/ie500126x

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Graphene Nanosheets Supporting Ru Nanoparticles with Controlled Nanoarchitectures Form a High-Performance Catalyst for COx-Free Hydrogen Production from Ammonia2014

    • 著者名/発表者名
      Li, Gang; Nagasawa, Hiroki; Kanezashi, Masakoto; Yoshioka, Tomohisa; Tsuru, Toshinori
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 2 号: 24 ページ: 9185-9192

    • DOI

      10.1039/c4ta01193g

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of hybrid silica separation layer on porous polysulfone support and application of the multi-layer structured composite membrane to vapor permeation2014

    • 著者名/発表者名
      Genghao Gong, Jinhui Wang, Hiroki Nagasawa, Masakoto Kanezashi, Tomohisa Yoshioka, Toshinori Tsuru
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Science

      巻: 464 ページ: 140-148

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2014.04.015

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insight of pore tuning of Triazine-based nitrogen-rich organoalkoxysilanes membrane for water desalination2014

    • 著者名/発表者名
      Suhaina M. Ibrahim, Rong Xu, Hiroki Nagasawa, Akinobu Naka, Joji Ohshita, Tomohisa Yoshioka, Masakoto Kanezashi, and Toshinori Tsuru
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 4 号: 45 ページ: 23759-23769

    • DOI

      10.1039/c4ra02772h

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New insights into microstructure-separation properties of organosilica membranes with ethane, ethylene and acetylene bridges2014

    • 著者名/発表者名
      Rong Xu, Suhaina M. Ibrahim, Masakoto Kanezashi, Tomohisa Yoshioka, Kenji Ito, Joji Ohshita, Toshinori Tsuru
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 6 号: 12 ページ: 9357-9364

    • DOI

      10.1021/am501731d

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CO2 permeation through organic-inorganic hybrid silica membranes in the presence of water vapor2014

    • 著者名/発表者名
      Xiuxiu Ren, Kanji Nishimoto, Masakoto Kanezashi, Hiroki Nagasawa, Tomohisa Yoshioka, and Toshinori Tsuru
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 53 号: 14 ページ: 6113-6120

    • DOI

      10.1021/ie404386r

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation of organic-inorganic hybrid silica membranes of catalytic membrane reactors for dehydrogenation of methylcyclohexane2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Niimi, Hiroki Nagasawa, Masakoto Kanezashi, Tomohisa Yoshioka, Kenji Ito, Toshinori Tsuru
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Science

      巻: 455 ページ: 375-383

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2014.01.003

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and gas permeation properties of thermally stable organosilica membranes derived by hydrosilylation2014

    • 著者名/発表者名
      Masakoto Kanezashi, Hitomi Sazaki, Hiroshiki Nagasawa, Tomohisa Yoshioka, Toshinori Tsuru
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 2 号: 3 ページ: 672-680

    • DOI

      10.1039/c3ta13551a

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sol-gel spin coating process to fabricate a new type of uniform and thin organosilica coating on polysulfone film2013

    • 著者名/発表者名
      Genghao Gong, Jinhui Wang, Hiroki Nagasawa, Masakoto Kanezashi, Tomohisa Yoshioka, and Toshinori Tsuru
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 109 ページ: 2950-2957

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2013.07.061

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen permeation properties and hydrothermal stability of sol-gel-derived amorphous silica membranes fabricated at high temperatures2013

    • 著者名/発表者名
      Masakoto Kanezashi, Takanori Sasaki, Hiromasa Tawarayama, Tomohisa Yoshioka, Toshinori Tsuru
    • 雑誌名

      Journal of the American Ceramic Society

      巻: 96 号: 9 ページ: 2950-2957

    • DOI

      10.1111/jace.12523

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pervaporation performance and characterization of organosilica membranes with tuned pore size by solid-phase HCl post-treatment2013

    • 著者名/発表者名
      Jinhui Wang, Masakoto Kanezashi, Tomohisa Yoshioka, Kenji Ito, Toshinori Tsuru
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Science

      巻: 441 ページ: 120-128

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2013.03.038

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tailoring the affinity of organosilica membranes by introducing polarizable ethenylene bridges and aqueous ozone modification2013

    • 著者名/発表者名
      Xu, Rong; Kanezashi, Masakoto; Nagasawa, Hiroki; Yoshioka, Tomohisa; Okuda, Tetsuji; Ohshita, Joji; Tsuru, Toshinori,
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 5 号: 13 ページ: 6147-54

    • DOI

      10.1021/am401056a

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of co-polymethyl(alkoxy)siloxanes by acid-catalyzed controlled hydrolytic copolycondensation of methyl(trialkoxy)silane and tetraalkoxysilane2013

    • 著者名/発表者名
      T. Gunji, T. Tozune, H. Kaburaki, K. Arimitsu, and Y. Abe
    • 雑誌名

      J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem.

      巻: 51 ページ: 4732-4741

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of platinum nanoparticles that are dispersible in water over a wide pH range2013

    • 著者名/発表者名
      T. Imai, Y. Abe, K. Nishio, R. Tamura, H. Shibata, T. Kineri, and T. Gunji
    • 雑誌名

      Polym. J.

      巻: 45 ページ: 540-544

    • NAID

      10031166682

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gas permeation properties of silica membranes with uniform pore sizes derived from polyhedral oligomeric silsesquioxane2012

    • 著者名/発表者名
      Masakoto Kanezashi, Takahiro Shioda, Takahiro Gunji, Toshinori Tsuru
    • 雑誌名

      AIChE J

      巻: (in press) 号: 6 ページ: 1733-1743

    • DOI

      10.1002/aic.12716

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pore-size tuning of highly selective organic-inorganic hybrid silica membranes by solid-phase post-treatment at low temperature2012

    • 著者名/発表者名
      Jinhui Wang, Genghao Gong, Masakoto Kanezashi, Tomohisa Yoshioka, Kenji Ito, Toshinori Tsuru
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 41 号: 12 ページ: 1663-1665

    • DOI

      10.1246/cl.2012.1663

    • NAID

      10031135786

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organic-inorganic hybrid silica membranes with controlled silica network size for propylene/propane separation2012

    • 著者名/発表者名
      Masakoto Kanezashi, Mitsuki Kawano, Tomohisa Yoshioka, and Toshinori Tsuru
    • 雑誌名

      Industrial and Chemistry Research

      巻: 51 号: 2 ページ: 944-953

    • DOI

      10.1021/ie201606k

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and properties of flexible free-standing films via polyalkoxysiloxanes by acid-catalyzed controlled hydrolytic polycondensation of tetraethoxysilane and tetramethosyxilane2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Gunji, Yuki Hayashi, Akemi Komatsubara, Koji Arimitsu, and Yoshimoto Abe
    • 雑誌名

      Inter. J. Polym. Sci.

      巻: 26 ページ: 32-36

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescence "Turn-On" Detection of Melamine with Aggregation-Induced-Emission-Active Tetraphenylethene2012

    • 著者名/発表者名
      akanobu Sanji, Mitsutaka Nakamura, Shiori Kawamata, Masato Tanaka, Shotaro Itagaki, and Takahiro Gunji
    • 雑誌名

      Chem. Euro. J.

      巻: 18 号: 48 ページ: 15254-15257

    • DOI

      10.1002/chem.201203081

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ロバストRO/NF膜の開発:多様な水源への応用を目指して2014

    • 著者名/発表者名
      都留稔了
    • 学会等名
      化学工学会秋季大会 展望講演
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Sol-gel processing of Robust membranes for water purification2014

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Tsuru
    • 学会等名
      ICCS5 (The fifth International Congress on Ceramic)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2014-08-17 – 2014-08-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Silica-based Catalytic Membrane Reactors for Energy Carrier Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Tsuru
    • 学会等名
      International Congress on Membranes and Membrane Processes (ICOM)
    • 発表場所
      Suzhou, China
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nano/subnano-tuning of microporous membranes and pore-size evaluation by nanopermporometry and normalized Knudsen-based permeance2014

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Tsuru
    • 学会等名
      ICIM2014 (International Conference on Inorganic Membranes)
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 化学プロセスへの膜分離技術の応用2014

    • 著者名/発表者名
      都留稔了
    • 学会等名
      山口地区化学工学懇話会講演会
    • 発表場所
      宇部
    • 年月日
      2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Silica-Network Engineering for improved performance of silica membranes by sol-gel processing2014

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Tsuru
    • 学会等名
      The fifth International Congress on Ceramic
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nano/subnano-tuning of microporous membranes and pore-size evaluation by nanopermporometry and normalized Knudsen-based permeance2014

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Tsuru
    • 学会等名
      Intenational Conference on Inorganic Membranes
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Silica-based Membranes for Application to Energy Carrier Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Tsuru
    • 学会等名
      The 38th International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites
    • 発表場所
      Daytona beach, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hybrid Membranes for Improved Molecular Separation in Gas and Liquid-Phase

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Tsuru
    • 学会等名
      AIChE Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Pore-size evaluation of nano/subnano-porous membranes and preparation of amorphous silica membranes with zeolite-like pore structure

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Tsuru
    • 学会等名
      The 15th Asian Chemical Congress
    • 発表場所
      Singapore
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Silica-based Catalytic Membrane Reactors and Application to Energy Carrier Systems

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Tsuru
    • 学会等名
      5th International Symposium on Inorganic Membranes
    • 発表場所
      Najing, China
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 陽電子消滅法による機能性材料中のナノ空孔構造

    • 著者名/発表者名
      伊藤 賢志
    • 学会等名
      中国地区化学工学懇話会第180回講演会
    • 発表場所
      東広島
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 構造が明確なオリゴおよびポリシロキサンの選択的な合成

    • 著者名/発表者名
      郡司天博
    • 学会等名
      中国地区化学工学懇話会第180回講演会
    • 発表場所
      東広島
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カゴ型ポリシルセスキオキサンを用いる高分子合成

    • 著者名/発表者名
      郡司天博
    • 学会等名
      第61回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hybrid silica membranes with controlled pore-size for improved molecular separation

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuru
    • 学会等名
      7th Conference of Aseanian Membrane Society
    • 発表場所
      Busan(韓国)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Silica network engineering of sol-gel derived membranes for improved molecular-separation and increased stability

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuru
    • 学会等名
      12th International Conference on Inorganic Membranes (ICIM12)
    • 発表場所
      Amsterdam(オランダ)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] ゾル-ゲル法の最新応用と展望2014

    • 著者名/発表者名
      郡司天博
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Normalized Knudsen-based permeance of zeolite and silica membranes for evaluation of micro-pore sizes2012

    • 著者名/発表者名
      Hye Ryeon Lee, Gang Li, Masakoto Kanezashi, Tomohisa Yoshioka, Toshinori Tsuru
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      Nova Publishers
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] 水処理膜の製膜技術と材料評価, 3章 水処理膜の製膜技術 第2節 無機膜の作製2012

    • 著者名/発表者名
      都留稔了
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      サイエンス&テクノロジー(株)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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