| 研究課題/領域番号 |
18K04809
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27010:移動現象および単位操作関連
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
田中 厚志 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (30417878)
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| 研究分担者 |
手嶋 勝弥 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (00402131)
竹内 健司 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (20504658)
巽 広輔 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (60336609)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 逆浸透膜 / 活性層 / 電気化学インピーダンス法 / イオン伝導 / Maxwell-Wagner Model / 透水状態 / 膜劣化 |
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| 研究成果の概要 |
芳香族ポリアミド逆浸透膜（RO膜）の面直方向の複素インピーダンスを、不織布／支持層上に積層した状態で測定し、活性層を重点に解析を進めた。KCl 10 mmol/Lの電解液にRO膜を浸漬した場合、2 kHz以下の低周波領域に活性層のスペクトルが現れる。等価回路を用い実測値を解析し、活性層を始めとする各層のイオン伝導度および静電容量を算出した。さらにクロスフロー透水状態で、透水側に2価カチオンのMgCl2を注入し、透水側の支持層等のインピーダンス上昇を緩和することで精度よく活性層の解析が可能となった。この準透水状態における評価手法を用い、塩素イオンによる膜劣化の定量化が可能であることを確認した。
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| 自由記述の分野 |
工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
浸漬状態および準透水状態で活性層／支持層／不織布の積層状態で複素インピーダンスを測定し、活性層のスペクトルを分離・解析が可能となった。透水稼働状態におけるマクロな活性層のイオン選択透過性とインピーダンス測定による活性層のイオン伝導の定量評価を同一の評価系で同時に結び付ける評価が可能となったことは、RO膜の特性をメゾスコピックに解析、理解することにつながり、学術的に大きな意義がある。芳香族ポリアミドRO膜の塩素イオン暴露の前後でのスペクトル変化も確認できた。アミド結合の損傷の初期過程や耐塩素性を有する膜の設計開発などにも寄与する先進的膜評価手法として工学的にも意義がある。
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