| 研究課題/領域番号 |
03555198
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
中村 厚三 群馬大学, 工学部, 教授 (50011036)
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| 研究分担者 |
福里 隆一 (株)神戸製鋼所, 化学研究所, 主任研究員
小針 正夫 日本たばこ産業(株), 研究部, 取締役
浅枝 正司 広島大学, 工学部, 教授 (40026224)
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| キーワード | 超臨界流体 / 無機多孔性膜 / 有機ガス分離膜 / 透過流束 / 阻止率 / 超臨界二酸化炭素 / ポリエチレングライコール / ゾル-ゲル法 |
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| 研究概要 |
ケイ酸エチルあるいはケイ酸エチルとジルコニウムテトラブキシドの混合物を適当な溶媒中で縮合重合反応させ、水で希釈後、煮沸することによってコロイドゾルを調製した。
コロイドゾルの粒径分布はケイ酸エチル、ジルコニウムテトラブキシドの濃度、反応、煮沸時間に大きく依存し、さらに調製後のエイジングの期間にも依存することが分かった。
また、多孔性分離膜の製膜については、粒径、濃度を調整したゲルを約160-180℃に加熱した多孔性基材に塗布して急速乾燥、焼成する方法が、薄膜化、製膜の簡略化、細孔径制御に極めて有効であることが判明した。この方法により作製した約7Åの無機多孔性膜はアルコール/芳香族炭化水素混合物の分離において高いアルコール選択透過性を示し、さらに、ヘリウム/窒素等の無機ガス混合物の高度分離のための2-3Åの細孔を持つ膜の作製も可能であることが判明した。コロイドの粒径分布の測定にはレーザー粒子径解析システムを有効に利用した。
上記の方法によって作製された3種の膜、すなわち推定細孔径が15A^^°、6A^^°およびそれより小さいA,B,Cの膜を用いて超臨界二酸化炭素の透過流束の測定、そして分子量400と600のポリエチレングライコールおよびトリオレインの阻止率の測定を行った。昨年度使用した有機ガス分離用の高分子膜の結果と同様に、超臨界二酸化炭素のモル透過流束は圧力の増加、すなわち動粘度の減少と共に増加し、臨界点近傍で最大値を示したのち、急激に減少し、高圧域ではほぼ一定となった。溶質を溶解すると超臨界二酸化炭素の透過流束は、溶液の膜分離の場合同様に若干低下した。細孔系が15A^^°および6A^^°のセラミック膜の場合、PEG400およびトリオレインの阻止率は、濃度が低く膜間差庄が小さいと0ないしは負の値をとり、溶質濃度、膜間差圧の増加につれ大きくなった。膜Cの場合のPEG400の阻止率は約0.8となり、有効性が示された。
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