| 研究課題/領域番号 |
63540346
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
物理化学一般
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
山内 昭 九州大学, 理学部, 助教授 (10037260)
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| 研究期間 (年度) |
1988
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| 研究課題ステータス |
完了 (1988年度)
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| 配分額 *注記 |
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1988年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 液膜 / 逆輸送 / 拡散係数 / エネルギー障壁 / 中和反応エネルギー / 両性イオン交換膜 / ドナン塩の輸率 / 二種類のイオン状態 |
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| 研究概要 |
1.オクタノールに抗生物質の一つであるモネンシンを少量添加して作った溶液をミリポア膜に含浸させるとその膜は液体イオン交換膜としての機能を持つことが知られている。この膜の両側にNaイオン濃度を同じに保ち、一方にNaOH、他方にNacl+HCLを置いた糸でNaイオンの一方向のイオン流束(逆輸送)を観測した。更にこのNaイオンの膜内での挙動を詳しく知るため、Naイオンの拡散係数を求めた。この拡散係数は膜と接して平衡にある外部電解質溶液の濃度に強い依存性を示した。この結果を物理化学的に説明するために膜-外部電解質溶液間にエネルギー障壁の存在を考え、イオン流束に関する新しい関係式を提出した。この式の妥当性は得られた実験結果により検証され、一方向のイオン流束は中和反応のエネルギーにより駆動される結果であるとの結論を得た。
2.膜内の陽イオン及び陰イオン交換基を合わせ持つ両性イオン交換膜は通常のイオン交換膜とは異なった膜機能を持つ。この種の膜はその膜のみかけの電商密度が低いため、膜内にかなりの程度ドナン塩が浸透するという知見を得た。一方、膜電位より求められる膜内イオンの輸率は外部電解質溶液の濃度の増加と共に減少する。この輸率とドナン塩濃度間の関係を詳しく調べ、つぎの結論を得た:膜内には二種類のイオン状態、即ち、膜内イオン交換基と強く相互作用したところのイオンによる透過過程とドナン塩として存在しているイオンの透過過程がそれぞれ独立に存在し、その間に加成性が成立する。以上の結論に基づき、外部溶液が混合電解質からなる場合の膜電導度を予測したところ、実験結果と良い一致をみた。
3.更に両性イオン交換膜-Cacl_2、Nacl混合電解質溶液系で膜内イオン分布を調べたところ、二価陽イオンであるCaイオンの交換基との強い相互作用が認められた。
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