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2017 年度 実績報告書

ヒドロシリル化による超耐熱性を有するSiOCネットワーク設計と気体分離膜への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K06544
研究機関広島大学

研究代表者

金指 正言  広島大学, 工学研究科, 准教授 (10467764)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードゾル-ゲル法 / ヒドロシリル化 / SiOC構造 / 耐熱性 / 気体分離膜 / 分子ふるい
研究実績の概要

本研究では,同分子内にビニル基とヒドロシリル基を有するシルセスキオキサンポリマー(SQ)の架橋反応を応用したSiOC構造を設計し,気体分離膜への応用を目指した。また,SiOC構造の耐熱性,耐酸化性を評価した。Si前駆体には,triethoxysilane (TRIES),vinyltrimethoxysilane (VTMS)を用いて,ゾル-ゲル法によりSi-O-Si結合を有するシリカネットワークを形成させ,熱架橋によりヒドロシリル化することでSiOC構造を形成した。ゾル調製時の前駆体比がSiOC膜のネットワークサイズおよび耐酸化性に及ぼす影響について評価した結果,前駆体におけるTRIESの割合が高くなるほどH2/N2選択性が増加した。TRIESの割合が高くなることで,未反応ヒドロシリル基とシラノール基 が脱水素反応を起こし,ネットワークが緻密になったと考えられ,前駆体比により異なるネットワークサイズを有する膜の作製が可能であった。このようにして設計したSiOC構造は,500℃,酸化雰囲気においても膜性能変化が小さく,従来のオルガノシリカ膜と比較して高い耐熱性,耐酸化性を有することが明らかになった。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Gas permeation properties for organosilica membranes with different Si/C ratios and evaluation of microporous structures2017

    • 著者名/発表者名
      Kanezashi Masakoto、Yoneda Yuri、Nagasawa Hiroki、Tsuru Toshinori、Yamamoto Kazuki、Ohshita Joji
    • 雑誌名

      AIChE Journal

      巻: 63 ページ: 4491~4498

    • DOI

      10.1002/aic.15778

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication and CO 2 permeation properties of amine-silica membranes using a variety of amine types2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Liang、Kanezashi Masakoto、Nagasawa Hiroki、Tsuru Toshinori
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Science

      巻: 541 ページ: 447~456

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2017.07.024

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of a 12-membered cyclic siloxane possessing alkoxysilyl groups as a nanobuilding block and its use for preparation of gas permeable membranes2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa Masashi、Shiba Hiroya、Kanezashi Masakoto、Wada Hiroaki、Shimojima Atsushi、Tsuru Toshinori、Kuroda Kazuyuki
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 7 ページ: 48683~48691

    • DOI

      10.1039/c7ra09380b

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development and permeation properties of SiO 2 -ZrO 2 nanofiltration membranes with a MWCO of <2002017

    • 著者名/発表者名
      Puthai Waravut、Kanezashi Masakoto、Nagasawa Hiroki、Tsuru Toshinori
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Science

      巻: 535 ページ: 331~341

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2017.04.023

    • 査読あり
  • [学会発表] ゾル-ゲル法によりアモルファス構造を制御したシリカ系膜の開発と透過特性2017

    • 著者名/発表者名
      金指正言
    • 学会等名
      無機膜研究センター産業化戦略協議会 第5回セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 耐熱性オルガノシリカネットワーク構造を有する分子ふるい膜の作製2017

    • 著者名/発表者名
      金指正言,印出洋樹,長澤寛規,都留稔了
    • 学会等名
      日本ゾル-ゲル学会第15回討論会
  • [学会発表] Tailoring the subnano amorphous silica structure for development of highly permeable gas separation membranes2017

    • 著者名/発表者名
      Masakoto Kanezashi
    • 学会等名
      The Society of Chemical Engineers, Japan (SCEJ) 49th Annual Meeting (Joint Session of SCEJ and KIChE)
    • 招待講演
  • [学会発表] 耐酸化性SiOC構造を有する気体分離膜の作製と特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      印出洋樹,金指正言,長澤寛規,都留稔了
    • 学会等名
      化学工学会 第49回秋季大会
  • [学会発表] TRIES(triethoxysilane)膜の 気体透過特性と耐水蒸気性評価2017

    • 著者名/発表者名
      田中僚,金指正言,長澤寛規,都留稔了
    • 学会等名
      化学工学中国四国支部大会2017
  • [図書] ゾル-ゲルテクノロジーの最新動向2017

    • 著者名/発表者名
      幸塚広光
    • 総ページ数
      416
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1258-3

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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