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2015 年度 実績報告書

多孔質SUS支持体へ2層のシリカ層を付与することで耐久性を高めたPd系薄膜の創製

研究課題

研究課題/領域番号 25420804
研究機関徳島大学

研究代表者

加藤 雅裕  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (80274257)

研究分担者 中川 敬三  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 講師 (60423555)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード膜分離 / 薄膜形成
研究実績の概要

最終年度は、水素選択透過性をもつパラジウム膜の透過性向上を目的とした薄膜化の手段として、昨年度見出した複層化した中間層(メソポーラスシリカ層とアルミナ層)を多孔質SUS支持体へ導入する方法の改善に加え、新たにシリカライト層とアルミナ層を複層化した中間層についても検討を行った。以下を最終年度の研究実績とする。
1.昨年度実施した導入法では、メソポーラスシリカ層の剥離が起こる事例があったため、その改善を目的として、調製したメソポーラスシリカ粉末を乳鉢で粉砕することで粒径を約0.8マイクロメートルに揃えた。粒径を揃えたメソポーラスシリカ粉末を用いることで、剥離は起こらなくなった。形成した中間層上に無電解めっき法でパラジウム膜を形成すると、中間層を導入しない場合に比べ、パラジウムの膜厚を約1/4に抑えた膜により、水素選択率はそのままで水素パーミアンスを1.3倍向上できた。よって、メソ孔をもつ複層からなる中間層の導入により、高い水素パーミアンスを実現できることを見出した。
2.シリカライト層とアルミナ層の複層を中間層として導入した場合には、第一層のシリカライト層形成により、支持体細孔の中間層導入による閉塞度の指標であるヘリウムパーミアンスが大きく減少し、シリカライト層のもつミクロ孔が効果的に支持体の細孔を埋めることができることが示された。その後、アルミナ層で被覆しパラジウムめっきを行うと、パラジウムの膜厚約7マイクロメートルにおいて室温でヘリウムを全く透過しない緻密膜が得られた。
3.本研究で2種の複層化した中間層について検討したところ、高い水素パーミアンスを示すメソポーラスシリカ層をもつパラジウム膜と、室温でヘリウムを透過しないシリカライト層をもつパラジウム膜が得られた。よって、水素パーミアンスと水素選択率の両者を制御する手法として、複層化した中間層が有効に機能することが示された。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [学会発表] シリカライトとアルミナの複層を中間層として導入した多孔質SUS管支持体へのPd薄膜形成2016

    • 著者名/発表者名
      髙谷真弘、天真淳志、加藤雅裕、中川敬三、杉山茂
    • 学会等名
      化学工学会第81年会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-03-15
  • [学会発表] MCM-48とアルミナの複層を中間層として導入した多孔質SUS支持体へのPd薄膜形成の試み2015

    • 著者名/発表者名
      港勇介、新居聖也、杉浦光、加藤雅裕、中川敬三、杉山茂
    • 学会等名
      中国四国支部・関西支部合同支部大会「大学院生発表会」
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2015-12-12
  • [学会発表] Pd薄膜形成のためのA型ゼオライトとアルミナを複層化した中間層の多孔質SUS管への導入2015

    • 著者名/発表者名
      真田雄基、加藤雅裕、中川敬三、杉山茂
    • 学会等名
      第9回中四国若手CE合宿
    • 発表場所
      安芸グランドホテル(広島県廿日市市)
    • 年月日
      2015-09-04
  • [学会発表] 多孔質SUS管へのPd薄膜の製膜をめざしたシリカライトとアルミナの複層化した中間層の導入2015

    • 著者名/発表者名
      髙谷真弘、加藤雅裕、中川敬三、杉山茂
    • 学会等名
      第9回中四国若手CE合宿
    • 発表場所
      安芸グランドホテル(広島県廿日市市)
    • 年月日
      2015-09-04
  • [備考] 徳島大学 化学応用工学科 化学プロセス工学C3講座

    • URL

      http://www.chem.tokushima-u.ac.jp/C3/

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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