| 研究課題/領域番号 |
05555206
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
長本 英俊 東京大学, 工学部(試), 助教授 (40111471)
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| 研究分担者 |
安斎 博 NOK(株), 研究開発部, 主幹研究員
中尾 真一 東京大学, 工学部, 助教授 (00155665)
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| キーワード | ガス分離 / 膜分離 / 無機膜 / ナノ構造 / ゾル・ゲル法 / 複合ゾル / 多孔質シリカ / 表面改質 |
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| 研究概要 |
水素、酸素、二酸化炭素を、それぞれ選択的に分離する無機膜の作成に関して、次の知見が得られた。
1.水素分離膜 アルミナゾルをベースとしてチタニアゾルを混合し、複合ゾルを調製した。ゾル粒子径を電気泳動光散乱高度計により測定した結果、ほぼ均一な粒度分布であることが判った。焼成後の細孔構造の観察から焼結による粒成長が抑えられる焼成温度範囲のあることが判った。また、複合ゾルを多孔質アルミナ管に製膜することができた。
2.酸素精製膜 金属アルコキシドを出発物質としたジルコニアゾルに硝酸イットリウムを添加したものを、多孔質アルミナ管上にコーティングして約1μm厚みのYSZ薄膜を作成した。膜の雰囲気湿度を制御することにより均一に乾燥できたが、焼成時には昇温速度と焼成温度を変化させても亀裂が生じた。亀裂の閉塞法について検討した結果、複数回のコーティング及びコーティング後のゲル膜の圧着が有効であることが判った。
3.二酸化炭素分離膜 有機シリコン化合物を出発物質とした多孔質シリカガラスを管を作成し、その細孔径の測定を窒素吸着法により行った。シリカの表面改質法として塩基を含むシリコン系カップリング剤による修飾を行い、細孔径分布を測定した。
今後の研究として、水素分離膜では水素-窒素系及びパラフィンの脱水素反応系での分離実験、酸素精製膜ではEVD法を用いて酸素イオン伝導膜の緻密化、二酸化炭素分離膜では改質剤と分離性能の関連を物理化学的に検討することを予定している。
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