革新的水処理および創エネルギー技術の構築を目指した次世代型正浸透膜法の体系化

下一代正渗透膜方法的系统化,旨在构建创新的水处理和能源创造技术

基本信息

  • 批准号:
    21H04629
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 26.71万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-05 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

地球的課題である水資源確保のために、次世代型の膜分離法である正浸透(FO)膜法の開発を行う。従来の膜分離は外部圧力付加が必要だが、FO膜法は浸透圧差による自発的な水透過を利用するため外部圧力付加が不要で、究極の省エネルギー水処理技術となる。本研究ではFO膜法の確立のため、水チャネル等による高透水性FO膜、刺激応答性相分離型高浸透圧駆動溶液(DS)の開発を行い、海水淡水化等での実証を目指す。また、FO膜法を用いた浸透圧発電(Pressure Retarded Osmosis; PRO)にも取り組み、海水と河川水など塩分濃度差を利用した創エネルギー技術として確立を図る。このような検討により、応用までを含めたFO膜法の体系化を図る。2022年度は、チャネル構造に着目した高透水性FO膜と刺激応答性DSの最適化およびそれらを用いた水処理プロセスのラボ実証を行った。1.新規高透水性FO膜の開発:チャネル型FO膜の開発ではナノシート材料によるチャネル膜を検討し、修飾グラフェンナノシート膜の選択水透過性を明らかにした。イオンビーム飛跡グラフト重合法によるチャネル膜では、FO性能評価の結果、高いイオンバリア性を確認した。無機ゼオライト膜の開発では種々の重金属に対する高い阻止性を確認した。これらチャネル膜開発を支援するためのMDシミュレーションモデル構築を行った。2.新規刺激応答性DSの創製:イオン液体によるDS開発では、上限臨界溶液温度(UCST)型相転移能を有するイオン液体DSを複数取得した。熱応答性ポリマーDS開発では、重合度の異なるポリマーDSのFO性能の比較から、透水性とDS漏れのトレードオフ解決に、分子量制御の重要性が明らかとなった。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:DSを連続再生するFO連続システムを用いた淡水化ラボ実証試験を行った。
The development of the membrane separation method of the next generation type for ensuring water resources of the earth is under way. For membrane separation, it is necessary to increase the external pressure. For FO membrane method, it is necessary to increase the external pressure. For water treatment, it is necessary to reduce the external pressure. This study is aimed at the establishment of FO membrane method, the development of high permeability FO membrane, the development of stimulating phase separation high permeability dynamic solution (DS), and the demonstration of seawater desalination. The FO membrane method is used to establish a new technology for the determination of the concentration difference between seawater and river water. This paper discusses the systematization of FO membrane method. In 2022, the optimization of high water permeability FO membrane and stimulation response DS was carried out in the field of water treatment. 1. Development of new high water permeability FO membrane: development of organic FO membrane, development of organic FO membrane, development, development of organic FO membrane, development of organic FO membrane, development of organic FO membrane The results of FO performance evaluation and high quality evaluation were confirmed. The development of inorganic films is confirmed by the high resistance of heavy metals. This is the first time that we've had a chance to build a new one. 2. New stimulation DS creation: liquid DS development, upper critical solution temperature (UCST) type phase shift energy, liquid DS development Comparison of FO properties of thermal conductivity, DS development, DS coincidence, DS leakage, and molecular weight control 3. FO membrane transmission and DS regeneration including FS evaluation and FO membrane system demonstration: DS regeneration and FO membrane system demonstration

项目成果

期刊论文数量(53)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Fundamental investigation on controlling factors of reverse solute flux of ethylene glycol oligomer in forward osmosis process
正渗透过程乙二醇低聚物反溶质通量控制因素的基础研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Atsushi Matsuoka;Masayuki Fukushima;Eiji Kamio;Tomohisa Yoshioka;Keizo Nakagawa;Hideto Matsuyama
  • 通讯作者:
    Hideto Matsuyama
分岐型オリゴマーの分子量と親/疎水性が正浸透プロセスの溶質漏洩性に及ぼす影響
支化低聚物的分子量和亲水性/疏水性对正渗透过程中溶质渗漏的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    福島雅之;弓矢健一郎;稲田飛鳥;松岡淳;神尾英治;松山秀人
  • 通讯作者:
    松山秀人
n situ Nanoporous Structural Characterization of Asymmetric Hollow Fiber Membranes for Desalination using Raman Spectroscopy
使用拉曼光谱对海水淡化用非对称中空纤维膜进行原位纳米孔结构表征
  • DOI:
    10.1016/j.memsci.2021.119337
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    T. Nakao;M. Akashi;M. Ishibashi;M. Yao;K. Nakagawa;T. Shintani;H. Matsuyama
  • 通讯作者:
    H. Matsuyama
Graphene Nanopores and Nanochannels for Water Transport
用于水运输的石墨烯纳米孔和纳米通道
  • DOI:
    10.5360/membrane.47.68
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K. Guan;W. Jin;H. Matsuyama
  • 通讯作者:
    H. Matsuyama
Simulation of Thermoresponsive Draw Solute-Driven Forward Osmosis for Enhanced Pure Water Production in Seawater Desalination
海水淡化中用于增强纯水产量的热响应抽取溶质驱动正向渗透的模拟
  • DOI:
    10.1021/acs.iecr.1c01377
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    M. Kishimoto;R.R. Gonzales;S. Goda;M. Yasukawa;A. Kumano;E. Kamio;K. Kumagai;H. Matsuyama
  • 通讯作者:
    H. Matsuyama
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松山 秀人其他文献

二次成長法によるナノシート膜上へのCuBDC MOF膜の作製
二次生长法在纳米片薄膜上制备CuBDC MOF薄膜
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    小野山 真之;中川 敬三;田中 俊輔;新谷 卓司;松山 秀人;吉岡 朋久
  • 通讯作者:
    吉岡 朋久
圧力支援法によるMoS2ナノシート積層膜の作製とナノろ過特性の評価
压力辅助法制备MoS2纳米片叠层膜及纳滤性能评价
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    釆尾 崇哉;中川 敬三;Shik Chi Edman Tsang;新谷 卓司;神尾 英治;松山 秀人;吉岡 朋久
  • 通讯作者:
    吉岡 朋久
実技指導場面の視界記録の即時的共有による授業研究方法の開発
开发基于实际教学场景实时共享视野记录的课堂学习方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    稲田 飛鳥;高橋 智輝;熊谷 和夫;松山 秀人;澤山 郁夫,三宮 真智子;望月紫帆
  • 通讯作者:
    望月紫帆
浸透圧発電における異なる中空糸膜モジュールを用いた透水の解析
渗透发电中不同中空纤维膜组件的透水率分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    田中 裕大;安川 政宏;合田 昌平;渋谷 真史;高橋 智輝;比嘉 充;松山 秀人
  • 通讯作者:
    松山 秀人
高分子多孔膜を支持体としたsupported lipid bilayerへの生体分子の導入
使用多孔聚合物膜作为支持物将生物分子引入支持的脂质双层中
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    宮下 若菜;佐伯 大輔;松山 秀人
  • 通讯作者:
    松山 秀人

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  • 发表时间:
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  • 作者:
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これまでにない先駆的な有機溶剤超ろ過膜法の創製による未来型化学プロセスの実現
通过创建前所未有的开创性有机溶剂超滤膜方法来实现未来的化学工艺
  • 批准号:
    23K17846
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 26.71万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
超臨界CO_2を利用した環境適合性と高機能性を併せ持つ21世紀型多孔構造材料の創製
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  • 批准号:
    13031056
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 26.71万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
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    1998
  • 资助金额:
    $ 26.71万
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    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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  • 批准号:
    08750890
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 26.71万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
導電性ポリマーのモルフォロジー変化に基づくナノ構造制御とその汎用的分離膜への適用
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  • 批准号:
    06750794
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 26.71万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
ケイ素系モノマーを用いたハイブリッド化低温プラズマ重合法によるCO_2分離膜の創製
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  • 批准号:
    05750689
  • 财政年份:
    1993
  • 资助金额:
    $ 26.71万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
酸素富化用ハイブリッド化低温プラズマ重合膜の開発に関する研究
杂化低温等离子体聚合富氧膜的研制
  • 批准号:
    04750774
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 26.71万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
特異摂動の方程式における解の大域的接続問題
奇异摄动方程解的全局连通问题
  • 批准号:
    03750689
  • 财政年份:
    1991
  • 资助金额:
    $ 26.71万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
イオン対抽出試薬によるアミノ酸の抽出分離場の設計
使用离子对萃取试剂的氨基酸萃取分离场的设计
  • 批准号:
    62750861
  • 财政年份:
    1987
  • 资助金额:
    $ 26.71万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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