新規温度応答性分離膜の開発－膜透過可能な分子サイズの温度による制御－

• 研究課題/領域番号: 24560916
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 秋田大学
• 研究代表者: 村上 賢治 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10272030)
• 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: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 温度応答材料 / 感温性高分子 / 分離膜 / 有機無機複合体 / 架橋剤 / 膜透過係数 / 温度応答性膜 / 分子ふるい / 温度応答性

研究成果の概要

本研究では，無機多孔質膜上に感温性高分子を被覆することで，温度に応答して分子の透過速度を制御できる膜を合成することを目的とした。また，高分子が体積変化を起こす温度（相転移温度）を変化させる目的で，架橋剤（BIS）を添加した複合膜も合成された。メチルオレンジ（MO）分子をモデル分子として透過実験した結果，相転移温度より高温の方が，低温の場合よりもMO分子透過速度は大きいことが分かった。また，BIS添加量を増加させると低温ではMO分子が膜を全く透過しないことも明らかにした。このように温度を変化させることで分子の透過速度を変化させられる膜の合成に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Transition temperature control of adsorption-desorption property of PNIPAM/ mesoporous silica composite by addition of crosslinking agent (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenji Murakami, Shinichi Watanabe, Takahiro Kato, Katsuyasu Sugawara
  • 雑誌名: Colloids Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 巻: 419 ページ: 223-227
  • DOI: 10.1016/j.colsurfa.2012.11.074
  • 査読あり
• [雑誌論文] 感温性高分子／メソポーラスシリカ複合体の陰イオン交換特性におよぼす感温性高分子被覆量の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 村上賢治，加藤貴宏，菅原勝康
  • 雑誌名: 化学工学論文集 巻: 39 号: 3 ページ: 206-212
  • DOI: 10.1252/kakoronbunshu.39.206
  • NAID: 10031188050
  • ISSN: 0386-216X, 1349-9203
  • 査読あり
• [学会発表] 温度応答性分離膜の合成とその分離特性の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 澤田俊一，木村瑠璃子，村上賢治
  • 学会等名: 平成26年度化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 山形大学米沢キャンパス
  • 年月日: 2014-09-20 – 2014-09-21
• [学会発表] 感温性高分子/メソポーラスシリカ複合体の陰イオン交換特性の温度応答性の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤安斗，村上賢治
  • 学会等名: 平成26年度化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 山形大学米沢キャンパス
  • 年月日: 2014-09-20 – 2014-09-21
• [学会発表] 感温性高分子被覆メソポーラスシリカ吸着剤の温度応答性の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村上賢治，佐藤安斗
  • 学会等名: 化学工学会第46回秋季大会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] Preparation of PNIPAM/silica membrane and its separation characteristics (2013)
  • 著者名/発表者名: Ruriko Kimura, Kenji Murakami
  • 学会等名: International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
  • 発表場所: 東北大学（仙台）
• [学会発表] Control of temperature responsivity of anion exchange property of thermosensitive polymer/mesoporous silica composite (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuto Sato, Ruriko Kimura, and Kenji Murakami
  • 学会等名: International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
  • 発表場所: 東北大学（仙台）
• [学会発表] 温度応答性分離膜の調製およびその分離特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村瑠璃子，村上賢治
  • 学会等名: 化学工学会第45回秋季大会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] 感温性ゲートを有するメソポーラスシリカの合成と分離膜への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村瑠璃子，村上賢治，加藤貴宏，菅原勝康
  • 学会等名: 平成24年度化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 秋田大学
• [備考] 秋田大学大学院工学資源学研究科 環境応用化学専攻 村上研究室
  • URL: http://www.gipc.akita-u.ac.jp/~physchem/