| 研究課題/領域番号 |
05555212
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
岡本 健一 山口大学, 工学部, 教授 (20029218)
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| 研究分担者 |
二宮 康平 宇部興産(株), 開発研究本部, 部長
楠木 喜博 宇部興産(株), 開発研究本部, 部長
田中 一宏 山口大学, 工学部, 助手 (30188289)
喜多 英敏 山口大学, 工学部, 助教授 (10177826)
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| キーワード | 膜分離 / 炭酸ガス分離 / ポリイミド |
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| 研究概要 |
ポリエチレンオキシド(PEO)含有ポリイミドの薄膜化を、複層押出ノズルを用いる複合中空糸膜の製造技術を適用して、行った。製膜性に優れるビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)系ポリイミドを内層に、PEO含有ポリイミドを外層に用い、ドープ液濃度および、BPDA系ポリイミドの組成を変えて、紡糸した。内径200μm、厚み50μmのスポンジ状支持体上に厚み2μmのPEO含有ポリイミド表面層が積層された複合中空糸膜を作製できた。中空糸膜のCO_2/N_2分離性能を50℃、下流側大気圧で石鹸膜流量計を用いて測定したところ、純ガスの透過速度R_<co2>=2.9×10^<-5>[cm^3(STP)/(cm^2 s cmHg)、透過速度比R_<co2>/R_<N2>=42が得られた。作製6カ月後に混合ガスで高真空タイムラグ法で測定したところ、R_<co2>が67%に、分離係数αが88%に減少した。支持体層の緻密化のためと考えられる。今後の検討により、当初の目標値R_<co2>=1×10^<-4>cm^3(STP)/(cm^2 s cmHg)の達成が可能である。
溶解度選択性の増加による分離性の向上を図り、高性能な膜素材の開発を行った。PEOよりさらに極性の高いメチレンオキシド/エチレンオキシド共重合体(PMEO)をゴム状相に有するポリマーを合成し、CO_2/N_2の分離性の向上を図ったが、透過物性の測定にはまだ至っていない。高透過性を有するガラス状ポリイミドを化学修飾し、アミン基を有するものを合成した。この化学修飾ポリイミド膜は、水蒸気存在下での混合ガス透過で、P_<co2>=70×10^<-10>cm^3(STP)/(cm s cmHg),α=60(35℃)と、非常に優れた分離性能を示した。0.1μmまで薄膜化することはそれほど難しくはないので、今後の発展が期待できる。
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