高効率有機液体分離膜の設計と透過法の改善に関する基礎的研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63550672
• 研究機関: 関西大学
• 研究代表者: 浦上 忠 関西大学, 工学部, 教授 (80067701)
• キーワード: 浸透気化法 / 気化浸透法 / アルコ-ル水溶液の分離 / 親水性高分子膜 / 疎水性高分子膜 / 選択性 / 有機液体混合物 / 温度差制御

研究概要

昭和63年度に浸透気化法を改善した気化浸透法という有機液体混合物の分離に対する新しい膜分離法を考案したが、本年度は主にこの気化浸透法による種々の高分子膜を通してのアルコ-ル水溶液の浸透分離特性を検討し、浸透気化法で得た結果と比較した。アルギン酸、キトサン、ポリビニルアルコ-ル、プルランなどの親水性高分子膜はアルコ-ル水溶液からこれを優先的に浸透し、浸透気化法より高い水選択性を示した。一方ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなどの疎水性高分子膜の場合にもアルコ-ル選択透過とならず、水を選択的に透過することが明らかになった。この現象を解明するため疎水性高分子膜に吸着される透過種の組成を詳細に調べた結果、いずれの膜の場合にもアルコ-ルを選択的に吸着していた。この結果は、浸透気化法や気化浸透法において透過種の膜中への溶解性が高いだけでは選択性の向上は望めず、膜内での透過種の拡散性を十分にすることの重要性を示唆している。
膜の化学的、物理的構造は、透過と分離性能に著しく関与するが、キトサン膜をグルタ-ルアルデヒドで橋かけすると著しい透過分離性の向上がみられた。この架橋も最適架橋密度が存在し、微妙な膜構造が透過分離特性に顕著に影響することを知った。
ポリジメチルシロキサン膜を用いての浸透気化法ではアルコ-ルが選択的に透過されたが、気化浸透法で供給液と膜近傍温度の温度差が小さい時にはこれが選択的に透過していた。このことは、気化浸透法での透過が気体分子状でおこっていることを示唆している。一方、この温度差が大きい時には、特に膜近傍温度が低い場合にはアルコ-ルが選択的に透過され、高い分離性がみられた。この温度差制御を利用する気化浸透法は種々の有機液体混合物の分離に有利であることが明らかにされ、その透過分離機構が考察された。

研究成果

• [文献書誌] T.Uragami,M.Saito: "Analysis of Permeation and Separation Characteristics and New Technique for Separation of Squeous Alcoholic Solutions Through Alginic Acid membranes" Sepa.Sci.Technol.24. 541-554 (1989)
• [文献書誌] T.Uragami,T.Morikawa: "Permeation and Separation Choructerstics for Aqueous Alcoholic Solutions by Evapomeation and pervaporation through Polystyrane Membranes" Makromol.Chem.190. 399-404 (1989)
• [文献書誌] T.Uragami,T.Morikawa,H.Okumo: "characteristics of Permeation and separation of Squedus Alcohol Solutions Throuhg Hydrophobic Polymer Membranes" Polymor. 30. 1117-1122 (1989)
• [文献書誌] T.Uragami,T.Morkawa: "Permeation of Ethanol through Poly Cdimethysiloxane)Membranes using Femperatare Differences in Membrame Permeation Processes of the Evapomeation Method" Makromol.Chem,Rapid Commun.10. 287-291 (1989)
• [文献書誌] T.Uragani,K.Takigawa: "Permeation and Separation Charaeteristics of Ethanol-Water Mixtures through Chitosan Derivative Membranes by Pervcporation and Evapomeation" Polymer. 31. (1990)
• [文献書誌] T.Uragami,M.Saito,K.Takigawa: "Comparison of Revmeation and Separation Charcteristies for Aqueous Alcoholic Solutions by Pervaporation and New Evapomeation Methds through Chitosan membranes" makromel.Chem.Rapid Commun. 9. 361-365 (1988)
• [文献書誌] T.Uragami,M.Saito: "Analysis of Permeation and Separation choracteristics and New Technique for Separation of Aqueous Akoholic Solutions through Alginic Acid membranes" Sepa.Sci.Technol.24. 541-554 (1989)
• [文献書誌] T.Uragami,T.Morikawa: "Permeation and Separation chavacteristics for Aqueaus Alcohlic Sloutions by Evapomeation and Pervaporation through Polystyrene membranes" Mokromol.Chem.190. 399-404 (1989)
• [文献書誌] T.Uragami,T.Morikawa H.Okuno: "Characteristics of Rermeation and separation of Aqueous Alcohol Solutions through Hydrophobic polymer membranes" Polymer. 30. 1117-1122 (1989)
• [文献書誌] T.Uragami,T.Morikawa: "Permeation of Ethoanol through Poly(dimethylsiloxame)Membranes using Temperature Differbnce in membrane Rermeation Processes of the Evaponeation Method" Makromol.Chem.Rapid Commun.10. 287-291 (1989)
• [文献書誌] T.Uragsami,K.Takigawa: "Permeation and Separation characteristics of Ethanol-Water Mibures through chitosan Derirative membranes by Perrcporation and Evapomeation" Polymer. 31. (1990)
• [文献書誌] Ed.by M.MIsono,Y.Moro-oka and S.Kimura: "Futare Oppotanities in Catalytic and soparation Techmology" Elserier, 381 (1990)
• [文献書誌] 矢吹稔編: "キチン・キトサンの応用" 技術堂出版, 321 (1990)
• [文献書誌] Ed.by M.Misono.Y.Moro-oka and S.Kimura: "Future Oppotanities in Catalytic and separation Technololgy" Elsevir, 381 (1990)
• [文献書誌] 矢吹稔編: "キチン・キトサンの応用" 技術堂出版, 321 (1990)