超耐熱性オルガノシリカ構造設計とアルカン脱水素化の革新的膜型反応システムへの応用

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K18978
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分27:化学工学およびその関連分野
• 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): 2018-06-29 – 2020-03-31
• 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

研究成果の概要

本研究では，従来のオルガノシリカ膜の課題であった耐熱性を向上させるために，ヒドロシリル化反応，CH3基の架橋反応を応用した超耐熱性オルガノシリカ構造を設計し，アモルファス構造におけるカーボン割合を制御することで，オルガノシリカ構造を制御した。Si前駆体には，triethoxysilane(TRIES)，vinyltrimethoxysilane(VTMS)，tetramethyldisiloxane(TMDSO)を用い，架橋条件により，ネットワークサイズの制御が可能であった。700℃，N2雰囲気で製膜したSiOC膜は，500℃の酸化雰囲気で安定で，高い耐酸化性を有した。

自由記述の分野

化学工学，膜分離工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では，Si前駆体には，triethoxysilane(TRIES)，vinyltrimethoxysilane(VTMS)，tetramethyldisiloxane(TMDSO)を用い，架橋条件により，従来のオルガノシリカ膜と同様にアルカン脱水素反応に適したルースなネットワーク構造の形成が可能であっただけでなく，オルガノシリカの課題であった耐酸化性を大幅に向上させることに成功している。将来的には本研究成果で開発したSiOC膜をアルカン脱水素膜型反応器に応用できると考えられ，学術的意義が高い。