| 研究課題/領域番号 |
24360320
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
松山 秀人 神戸大学, 工学研究科, 教授 (50181798)
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| 研究分担者 |
比嘉 充 山口大学, 理工学研究科, 教授 (30241251)
神尾 英治 神戸大学, 工学研究科, 助教 (30382237)
石神 徹 神戸大学, 工学研究科, 助教 (70595850)
大向 吉景 神戸大学, 工学研究科, 助教 (20513542)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 正浸透膜 / 汚染水濃縮 / 水チャネル / ハイドロゲル |
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| 研究概要 |
1.新規FO膜の創製
1.1ウォーターチャネルFO膜の創製
生体膜の水チャネルは、水のみを特異的に透過する生体分子集合体が、極めて薄いリン脂質二重膜内に自発的に配勾した分子集合体である。研究代表者らのグループでは、水チャネルをリン脂質二重膜に組み込んだ生体模倣膜の作製に関する研究を行っており、水チャネルの形成が透水性を飛躍的に増大可能であることを確かめている。本年度は、膜性能の向上と本手法の汎用性を示すため、チャネル物質としてGramicidin Aを用いた生体膜模倣型RO膜の作製を行った。今回は、Gramicidin Aの導入が膜性能に与える影響、及び、脂質二分子膜中におけるGramicidin Aのチャネル構造の評価を行った。NaCl阻止率に関しては95%以上の非常に高い値を示し、市販のRO膜と同等の性能を達成できた。
1.2荷電反発機能を有するミクロ相分離ハイドロゲルFO膜の創製
高性能なFO膜を創製するために、P層、N層及び支持体を全て同一高分子マトリクス(PVA)にして熱処理や化学的架橋を行うことで不均一架橋構造を形成したFO用イオンバリヤー膜(FO-IB膜)の作製を行った。さらにビニルアルコール基と荷電基のブロック共重合体を新規合成して荷電層形成に使用しPVAの結晶化領域と水チャネル領域をミクロ相分離構造により形成した膜を作製した。得られた膜のFOモードにおける水透過性を測定した結果、市販FO膜より2倍高い値が得られた。
2.FO膜への耐ファウリング性の付与
本研究ではFOプロセスにおける各種条件が膜ファウリングにどのように影響して、プロセスの性能低下を引き起こすかを検討した。特にファウラント種、FO膜の向き、DSの塩濃度、Ca^<2+>イオンの有無がファウリング挙動にどのように影響するかを詳細に検討し、ファウリング挙動の解明を行った。また膜表面へ抗菌性のリゾチームを固定することにより、バイオファウリングの抑制を達成した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
新規FO膜の作製およびFO膜への耐ファウリング性の付与について検討を加え、これらの成果は下記のように、論文発表や学会発表も行った。このようにほぼ当初の計画通りの結果を得たと言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後も引き続き、新規FO膜の作製およびFO膜のファウリング挙動の検討を行うと共に、浸透圧発電に向けた検討にも着手していきたい。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
今年度は既存の装置を用いて検討を行い、また予定通りに比較的スムーズに研究が進行したため、次年度に資金を繰り越せる結果となった。次年度はこの助成金を加えて、特にファウリング現象の解明について集中的に検討を行う予定である。
研究費の使用内訳としては、主に消耗品費(化学薬品、ガラス器具等)で使用予定であるが、一部は成果発表のための旅費に使用予定である。
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