| 研究課題/領域番号 |
13355031
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
反応・分離工学
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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 |
吉野 真 山口大学, 工学部, 助手 (60311817)
田中 一宏 山口大学, 工学部, 助教授 (30188289)
喜多 英敏 山口大学, 工学部, 教授 (10177826)
近藤 正和 三井造船株式会社, 技術本部・主幹研究員
楠木 喜博 宇部興産株式会社, 研究開発本部, 主席研究員
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| キーワード | 膜分離 / ゼオライト膜 / 分子ふるい炭素膜 / 気体分離 / 浸透気化分離 / ミクロ多孔体 / ナノテクノロジー |
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| 研究概要 |
本研究では、二酸化炭素、メタン、一酸化窒素、酸素、窒素などの重要な気体および蒸留法では分離が困難な共沸或いは近沸点混合物等の分離対象を、固体ナノスペース中で認識し分離することの出来るミクロ多孔体膜を用いた革新的な膜分離システムの実用化を目標とし以下の成果を得た。
1)比較的低温で熱分解しやすいスルホン酸基含有フェノール樹脂やポリイミドを前駆体とした炭化膜について、従来の炭化膜の焼成温度以下で高分子骨格の分解に先立ってスルホン基が分解することによりフレキシブルで十分な強度の自立膜が作成でき、膜性能もこれまでの炭化膜に匹敵する性能を有することが分かった。
2)3種の芳香族ジアミンからなるポリイミド非対称中空糸膜を前駆体とした炭化膜を作製し、オレフィン/パラフィンガス分離特性を調べた。FE-SEM写真によれば、600℃炭化膜ではノジュールが融着した構造をしておりスキン層は200nm程度で中空糸膜の非対称構造は炭化処理後も保持されていることが分かった。600℃炭化膜におけるプロピレンのパーミアンスR_<C3H6>は50GPUで分離係数α_<C3H6/C3H8>は13〜15と優れた分離性能を示した。
3)シリカライト膜では従来法で合成した膜に比べ大幅に透過流束が改善されエタノール/水(5/95wt%)混合液に対して60℃で透過流束1kg/m^2h以上、分離係数80以上のゼオライト膜の合成が可能になった。
4)T型ゼオライト膜は二酸化炭素/メタン系や二酸化炭素/窒素系でこれまでの高分子膜の性能をしのぐ優れた二酸化炭素選択分離性を示した。あわせてこの膜は化学的にも安定で耐酸性を有し実用化しているA型ゼオライト膜につぐ水選択透過性を有することから浸透気化分離膜としても有望で、ゼオライト膜モジュールの試作が完成し、実用化の目処を得た。
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