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2021 年度 研究成果報告書

布繊維の高温処理で得られる炭化繊維膜の水処理プロセスへの応用に関する研究

研究課題

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研究課題/領域番号 19K05665
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分36020:エネルギー関連化学
研究機関信州大学

研究代表者

清野 竜太郎  信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (90214915)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード膜蒸留 / 海水淡水化 / 炭化繊維膜
研究成果の概要

天然繊維の絹や合成繊維のキュプラ等の布繊維を高温で炭化処理すると、布繊維が元来有する高い多孔性を維持したまま、非常に疎水性の高い炭化繊維材料が得られる。海水、随伴水の淡水化プロセスの構築を最終目的とし、これらの膜がどのような膜蒸留性能を示すかを調査した。
その結果、従来膜蒸留に利用されるポリフッ化ビニリデン膜と比較して、炭化繊維膜は非常に高い撥水性を示すことを確認した。3wt% NaClを供給液とした膜蒸留測定では、炭化繊維膜はPVDF膜より5倍程度高い透過流束が得られた。親水性を付与した複合膜の膜蒸留では、油分の透過はほとんど観測されなかった。

自由記述の分野

分離工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

膜蒸留は、工場等で発生する廃熱を熱源として利用できれば、膜上に廃熱で加温した塩水を循環させるだけで塩水から淡水が得られる極めて省エネルギーなプロセスである。今回提案した炭化繊維膜はその高い疎水性と多孔性のため、従来、膜蒸留に利用されている多孔質ポリフッ化ビニリデン膜よりもはるかに高い透過流束を示し、その高い塩除去率から、新たな膜蒸留用の膜としての大きな可能性を示した。大きなエネルギーを供給することなく海水や随伴水から水のみを回収できれば、経済的な効果も非常に大きいと予想される。

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公開日: 2023-01-30  

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