2020 Fiscal Year Annual Research Report
チャネル型正浸透膜の創製と究極的ゼロエネルギー水処理プロセスの構築
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18H03854
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
松山 秀人 神戸大学, 先端膜工学研究センター, 教授 (50181798)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松方 正彦 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00219411)
小野 努 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (30304752)
吉岡 朋久 神戸大学, 先端膜工学研究センター, 教授 (50284162)
中川 敬三 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 准教授 (60423555)
神尾 英治 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (30382237)
佐伯 大輔 信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (70633832)
高橋 智輝 日本大学, 生産工学部, 助教 (80535518)
稲田 飛鳥 宮崎大学, 工学部, 助教 (10803835)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 正浸透膜（FO膜） / 水チャネル膜 / 駆動溶液（DS） / LCST相転移 / 水処理プロセス / 海水淡水化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1．新規水チャネル型FO膜の創製
1-1．環状ペプチド分子集合体チャネル膜の創製（松山、吉岡、佐伯）：環状ペプチド分子集合体を水チャネルとして安定に平面脂質二分子膜中に保持させるため、光重合性脂質を用いた架橋による膜安定化およびlayer-by-layer法による支持膜構造安定化を達成した。1-2．高分子液晶垂直配向チャネル膜の創製（中川、稲田）：透水性を向上させるため、水チャネル内のポリエチレンオキシド（PEO）鎖の低密度化を検討した。製膜時にイオン液体を添加することでPEO密度を半減させ、水チャネルポアの形成に成功した。1-3．革新的ロバスト無機ゼオライトFO膜の創製（松方）：高温（～80℃）、酸（pH 3~7）条件下でのZSM-5膜のFO特性の検討を行い、本膜が高温および酸性条件でも安定に機能することを明らかにした。新規無機FO膜としてCHA型およびAEI型ゼオライトの検討も進めた。1-4．計算機科学による高機能FO膜開発支援 (吉岡)：分子動力学シミュレーションにより、アムホテリシンBが形成する水チャネルの大きさが水の透過性能に及ぼす影響を検討した。吸着・拡散性から予想されるほど透水性は高くならず、水の透過に適したチャネルサイズが示唆された。
2. 新規刺激応答性駆動溶液（DS）の創製
2-1．熱応答性イオン液体DSの創製（小野、高橋）：熱応答性イオン液体（IL）の浸透圧発現機構の解析を進めるとともに、各種ILの成形加工の手法および調製のための操作因子について検討した。また、30～50℃で相転移し且つ高い浸透圧を発現する新たなUCST型ILを見出した。
３．FO膜透過とDS再生を含む連続システムによるFS評価とFO膜システムの実証（松山、神尾、中川）：DSを連続再生するFOシステムによる海水淡水化のラボ実証実験を行い、物質収支、エネルギー収支、コスト試算によるFSを行った。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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[Journal Article] HNb3O8 Nanosheet?Graphene Oxide Composite Membranes for Molecular Separation2021
Author(s)
K. Nakagawa, M. Kunimatsu, K. Yasui, T. Yoshioka, T. Shintani, T. Yasui, E. Kamio, W-S. Hung, K-R. Lee, S. C. E. Tsang, H. Matsuyama
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Journal Title
ACS Applied Nano Materials
Volume: 4
Pages: 3455?3466
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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