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2013 年度 実績報告書

新規ナノ相分離機構によるネットワーク状高分子ナノファイバーの創成

研究課題

研究課題/領域番号 23685052
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

佐光 貞樹  独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (80432350)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード高分子構造・物性 / 相分離 / ナノファイバー / メソ多孔体 / 多孔体 / 吸着材料 / ナノ細孔 / ガス分離
研究概要

本年度は大規模製造に適した高分子メソ多孔体の作製法の改良を実施した。具体的には、製造設備の大型化に対応するための撹拌装置および粉砕・成形装置を導入し、操作法の標準化を実施した。また、原材料の再検討を行ない、ポリスチレンやポリスルホンなど工業的に大量に販売されている汎用高分子を入手した。製造過程で使用する溶媒も、一般に工業利用されているものへと変更し、作製条件の最適化を実施した。加工プロセスで使用する溶媒の再利用にも取り組んだ。このような多方面からの検討・改良の結果、大容量製造に適した製造プロセスを再現性良く確立することができた。また、紡糸法や塗布法といった既存の高分子加工技術との組み合わせにより、ファイバーやシート、ペレットなどの様々な形状の高分子メソ多孔体を製造できることを実証した。
オイル成分が混入した高濃度汚染水(石油随伴水)は資源エネルギー・環境保全に関連した注目トピックの一つである。本年度は、高分子メソ多孔体のオイル吸着材としての応用可能性を検討した。具体的には、水中に溶解したオイル分子に対する分離性能評価を行なった。また、市販の活性炭、合成高分子吸着剤、高分子粉体に対しても吸着等温線を測定し、高分子メソ多孔体との性能比較を行なった。その結果、高濃度領域における吸脱着サイクルでの分離性能において、優位性を得る可能性を見出した。耐熱温度の高いエンジニアリングプラスチックから作製した高分子メソ多孔体では、水中のm-クレゾール(随伴水に含まれる主要な有機分子の一つ)の吸着実験で、市販の活性炭や高分子吸着材と比較して、著しく大きな「吸着量の温度依存性」が確認された。すなわち、開発されたオイル吸着材は、吸着容量の大きな温度依存性を有するため、穏和な運転条件での油/水分離プロセスの設計を可能にし、経済的に応用可能な随伴水処理システムを構築するためのコア技術として有望である。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Flash Freezing Route to Mesoporous Polymer Nanofiber Networks2013

    • 著者名/発表者名
      S. Samitsu, R. Zhang, X. Peng, M. R. Krishnanm, Y. Fujii, I. Ichinose
    • 雑誌名

      Nat. Commun

      巻: 4:2653 ページ: 1−7

    • DOI

      10.1038/ncomms3653

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrathin Free-standing Membranes from Metalhydroxide Nanostrands2013

    • 著者名/発表者名
      S. Karan, Q. Wang, S. Samitsu, Y. Fujii, I. Ichinose
    • 雑誌名

      J. Membr. Sci

      巻: 448 ページ: 270–291

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2013.07.068

    • 査読あり
  • [学会発表] Fabrication of Mesoporous Polymer Materials through Solvent Nano-crystallization2013

    • 著者名/発表者名
      S. Samitsu, I. Ichinose
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      20131204-07
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子多孔体におけるメソ・マクロ細孔制御法2013

    • 著者名/発表者名
      佐光貞樹, Krishnan Mohan Raj, 藤井義久, 一ノ瀬泉
    • 学会等名
      第28回茨城地区「若手の会」交流会
    • 発表場所
      つくばみらい市
    • 年月日
      20131007-08
  • [学会発表] マクロ細孔を導入した高分子メソ多孔体2013

    • 著者名/発表者名
      佐光貞樹, Krishnan Mohan Raj, 一ノ瀬泉
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      20130911-13
  • [備考] 資源開発のための高性能オイル吸着材の開発-工業用高分子をナノ多孔化する新製法を発見-

    • URL

      http://www.nims.go.jp/news/press/2013/10/p201310220.html

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公開日: 2015-05-28  

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