|
非水系有機溶剤混合物の膜による分離を目的として、超微細孔を持つ多孔性シリカおよびシリカ-ジルコニア膜の作製をゾル-ゲル法によって行うために、コロイドの調製条件、コーティング条件、焼成条件等について詳細な検討を行うとともに、製膜した多孔性セラミック膜を用いてアルコール/ベンゼン混合物の透過分離特性を蒸気透過法及び浸透気化法によって実験的に検討した。さらに浸透気化法による透過分離機構の詳細な理論的検討を行った。これらの研究で得られた主な結果は、(1)コロイドゾルの調製において、コロイドゾルの前駆体であるポリマーゾルの調製条件が最終的なコロイドゾルの性状に大きな影響を与える。しかし、コロイドゾル生成過程における濃度が同一であればコロイドの平均粒子径は殆ど同じとなる。加水分解、縮・重合時の水/アルコキシドの割合を大きくすることによって緻密なコロイド粒子ができ、コーティング温度(140-200℃)、焼成温度(140-200℃)、焼成時間(10分以上)に殆ど関係なく、よりシャープな細孔分布が得られ、従って、比較的大きな孔(ピンホール)が減少する。(2)浸透気化法(PV法)と蒸気透過法(VP法)による分離において、その透過特性の相違は気液平衡特性と関係し、アルコール/ベンゼン系混合物においてはPV法による分離がきわめて有効である。(3)製作した多孔性膜細孔モデルを提案し、透過特性を良く表現できることを確認した。
本研究で開発した方法にて製作したシリカ-ジルコニア膜は極めて大きい透過速度を持ち、分離係数も比較的大きい。また、有機溶剤中に溶存する微量のアルカリ及び水分に対しても安定であることを考えると実用性の高い多孔性セラミック分離膜となり得る。
|
