| 研究課題/領域番号 |
15K12233
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| 研究機関 | 宇部工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
山崎 博人 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (20300618)
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| 研究分担者 |
喜多 英敏 山口大学, 創成科学研究科, 教授(特命) (10177826)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | β-シクロデキストリン / α-シクロデキストリン / γ-シクロデキストリン / 酢酸セルロース / ガス分離膜 / 気体透過係数 / アセチル化 / 理想分離係数 |
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| 研究実績の概要 |
平成28年度は、昨年度、検討していた完全アセチル化-β-シクロデキストリン（AcβCD）に加え、新たに完全アセチル化-α-シクロデキストリン（AcαCD）と、完全アセチル化-γ-シクロデキストリン（AcγCD）を合成し、各々を酢酸セルロース（CA）にブレンドした平膜（CA-b-AcCD）を開発し、それらの物性調査行った。AcβCDとAcγCDは、ピリジン溶媒中、CDと無水酢酸を攪拌しながら、45℃で8ｈ以上保って縮合反応させたが、AcαCDの合成時は，反応温度を60℃とした。
CA-b-AcCD平膜は、アセトン(超脱水)中へ所定量のCAとAcCDを撹拌しながら入れたキャスト溶液をガラス板上へ流し、500μmの溶液高さで、ガラス棒で引き延ばし、乾燥を経てCA-b-AcCD平膜を作成した。作成した分離膜は、膜厚測定、X線回折(XRD)及び、気体透過実験を行った。気体透過実験は真空タイムラグ法透過装置を用い、35℃、2atm 条件で各ガス成分(He、H2、CO2、O2、N2、CH4)の透過係数(P)を測定した。なお、拡散係数(D)はタイムラグ法を用い、D=l2/6θより求めた(lは膜厚、θはタイムラグ)。溶解度係数(S)はS=P/Dの関係から求めた。ガス成分A、Bの理想分離係数(α)は、α=PA/PBより求めた。AcCDの添加量及び、異なる内部空孔をもつα,β,γ体について検討することで、透過物性への影響について評価を行った。
CAに対し、AcCDを5～50wt%ブレンドしたキャスト膜は、膜厚14～56μmをもつ透明膜となり、気体透過実験が可能であった。AcCDを添加するほどCA-b-AcCD のP値は増加した。そしてP値の増加はS値よりもD値の増加によるものであった。AcβCD添加は、CO2/CH4、O2/N2、CO2/N2系ではα値一定で値Pを増加させる効果があった。AcαCDとAcγCD添加はO2/N2、CO2/N2系ではα値一定でP値を増加させる効果があった。XRDの結果より、AcβCD添加量を増加することで、P値とD値も増加することが裏付けられた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ほぼ計画通り、順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
調製した各種CA-b-AcCD平膜の引っ張り試験を行い、力学的性質を評価する。また、アセチル化以外のCDの化学修飾を試み、同様な平膜を得てガス分離性を評価する。
多孔質α-アルミナチューブ上にディップコートを経て、炭化膜の調製を試み、そのガス透過性を検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
データ整理用に高性能コンピュータを購入するため、予算を確保したが、次年度、新製品が販売されることがわかり、今年度の購入を見送った。従って、研究計画には、一切の支障はない。
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| 次年度使用額の使用計画 |
残予算は、高性能コンピュータの購入にする充当予定。
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