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2016 年度 実施状況報告書

相分離イオンチャネル構造を有する中空糸型イオン交換膜の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K06541
研究機関神戸大学

研究代表者

垣花 百合子  神戸大学, 工学研究科, 研究員 (90592014)

研究分担者 比嘉 充  山口大学, 創成科学研究科, 教授 (30241251)
松山 秀人  神戸大学, 工学研究科, 教授 (50181798)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードイオン交換膜 / 相分離 / イオンチャネル構造 / 中空糸
研究実績の概要

イオン交換膜(IEM)を使用した拡散透析は外部から電気力や圧力などを加える必要がないため、有害イオンの除去、酸・アルカリの回収などに応用されている。しかし、このシステムはイオン透過速度が低いため、広い膜面積が必要となる欠点がある。一方、平膜よりも、中空糸膜は単位体積あたりの膜面積(充填密度)が約10倍高いことが知られているこのことから最近、拡散透析用中空糸型IEMの研究が行われている。本年度は、親水性かつ結晶性高分子であるpoly(vinyl alcohol) (PVA)と高分子電解質であるPoly(diallyl dimethyl ammoniumchloride) (PDADMAC)のブレンドポリマーを用いてゲル紡糸法により中空糸荷電膜を作製し、種々の延伸倍率で延伸後、グルタルアルデヒド(GA)で化学的架橋を行った。これらの膜を用いて拡散透析の一種であるドナン透析を行い、延伸倍率、GA架橋濃度とイオン輸送性能との関係を検討した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

作製した中空糸荷電膜を用いてモデル系として回収イオンを硝酸イオン、駆動力イオンを塩化物イオンとし、ドナン透析実験を行った。また、延伸がイオン輸送特性に与える影響を検討した結果、イオン流速および硝酸イオン選択性の値は増加したが、要求性能にはを十分な値ではなかった。PVA系中空糸膜作製条件の検討に時間を要したため基礎特性評価が遅れた。

今後の研究の推進方策

熱処理条件やポリマーの組成を変化させることで、より高い性能を有する中空糸荷電膜の作製条件の検討を行う。

次年度使用額が生じた理由

初年度計画の以下項目が遅れているため、試薬および中空糸膜作製装置費用が次年度使用額として生じた。高分子カチオン型の合成、平膜作製および基礎特性評価、中空糸支持体作製、中空糸型IEMの作製と基礎特性評価、ミニ膜モジュール作製。

次年度使用額の使用計画

初年度計画の高分子カチオン型の合成、平膜作製およびおよび基礎特性評価を進めることと並行して中空糸支持体作製、中空糸型IEMの作製と基礎特性評価およびミニ膜モジュールの作製を行い拡散透析評価を行う。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件)

  • [雑誌論文] Preparation of Cation-exchange Membranes from Polylsulfone with Poly (sodium p-styrenesulfonate) Graft Chains2016

    • 著者名/発表者名
      Yuriko Kakihana, Kouhei Ukai, Mitsuru Higa
    • 雑誌名

      日本海水学会誌

      巻: 70 ページ: 369, 370

    • 査読あり / 謝辞記載あり

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公開日: 2018-01-16  

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