マクロ孔内自己充填による欠陥フリー・ナノ多孔質セラミックスの創製と有機物膜分離

通过大孔自填充和有机膜分离制备无缺陷纳米多孔陶瓷

• 批准号: 20H02431
• 负责人: 鈴木 義和
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02431/
• 关键词: 多孔質セラミックス; タンパク質分離; 自己充填; フィルター; オールアルミナ; 多孔体; スピネル; 水熱合成法; ポリエチレンオキシド; 限外ろ過; 除去率; アルミナ; ナノ八面体; 圧入充填; エアロゾルでポジション; コーティング; ナノろ過; 水熱合成; マクロ孔内自己充填; ナノ多孔質セラミックス; 有機物膜分離; メソポーラスギャップ; ナノ八面体結晶重合体; ソルボサーマル法; X線CT; プロセス可視化

(1) 我々のグループでは、水熱合成法とポストアニール処理で作製したCo3O4結晶が特異なナノ八面体からなる菱面体状の集合体を形成することを見出しており、このような集合体をAl2O3支持体上に無欠陥で析出させることができれば、限外ろ過膜に使えるのではないかと考えた．　耐食性や化学的安定性ではCo3O4スピネルはフィルター素材として適切な材料ではないものの、MgAl2O4と比べて湿式合成が容易であるため、検証のためのモデル材としては有効であると考えられる。CoCl2・6H2Oと尿素をモル比で2:15となるように、それぞれ0.714 g，1.351 g秤量し、蒸留水/エタノール混合溶液（蒸留水25 mL, エタノール5 mL）に溶解させ，溶解した水溶液中へAl2O3支持体を浸漬して、撹拌しながら水熱処理を160℃, 0.5-6 h行った。支持体にCo3O4を攪拌水熱法で担持した膜での除去率は最大20％であった。(2) 限外ろ過およびナノろ過は、ポリマーとタンパク質の分離に利用されている。 本研究では、エアロゾルデポジション（AD）法で作製したMgAl2O4膜の高分子分離への応用を検討した。 多孔質Al2O3支持層上のMgAl2O4限外ろ過膜は、完全に緻密な膜ではなく、意図的にナノサイズの細孔を残して製造された。 水から分子量100 万のポリエチレンオキシド (PEO) を除去することによってろ過性能を調べたところ、PEOに対するAD MgAl2O4/支持層 Al2O3 の除去率は、44% であった。 これは、Al2O3 に MgAl2O4 をディップコーティングすることで得られた~14%の除去率よりもかなり高いものであった。

(1) I 々 の グ ル ー プ で は, hydrothermal synthesis method と ポ ス ト ア ニ ー ル 処 Richard で cropping し た Co3O4 crystals が specific な ナ ノ octahedral か ら な る rhombohedron を の corporate form す る こ と を shows し て お り, こ の よ う な aggregate を Al2O3 support on に no owe 陥 で precipitation さ せ る こ と が で き れ ば, limit outside ろ film に え る の で Youdaoplaceholder0 な と と test えた. Resistance of predatory や chemical stability で は Co3O4 ス ピ ネ ル は フ ィ ル タ ー material と し て appropriate な material で は な い も の の, MgAl2O4 と than べ て wet synthetic が easy で あ る た め, 検 の た め の モ デ ル material と し て は have sharper で あ る と exam え ら れ る. CoCl2 · 6 h2o と urea を モ ル than で 2:15 と な る よ う に, そ れ ぞ れ 0.714 g and 1.351 g weighing し, steamed leave the water / エ タ ノ ー ル mixture (steamed 25 mL, leave the water エ タ ノ ー ル 5 mL) に dissolved さ せ, Dissolve し た へ in aqueous Al2O3 support body を dipping し て, 撹 mix し な が ら hydrothermal 処 を 160 ℃, line 0.5-6 h っ た. The support body にCo3O4を stirred hydrothermal method で supported <s:1> た membrane で has a <s:1> removal rate of up to 20% であった. (2) The separation of ろ over およびナノろ over る and ポリ over ポリ とタ パ パ パ <s:1> and <s:1> is restricted. Youdaoplaceholder5 utilize されて る る る. This study で は, エ ア ロ ゾ ル デ ポ ジ シ ョ ン で (AD) method for system し た MgAl2O4 の polymer membrane separation へ の 応 with を beg し 検 た. Porous Al2O3 support layer on の MgAl2O4 limit ろ across outside membrane は, fully dense に な membrane で は な く, meaning 図 に ナ ノ サ イ ズ の pores を residual し て manufacturing さ れ た. Water か ら molecular weight 1 million の ポ リ エ チ レ ン オ キ シ ド (PEO) を remove す る こ と に よ っ て ろ through performance を べ た と こ ろ, PEO に す seaborne る AD MgAl2O4 / Al2O3 support layer の は removal rate, 44% で あ っ た. こ れ は, Al2O3 に MgAl2O4 を デ ィ ッ プ コ ー テ ィ ン グ す る こ と で have ら れ の た ~ 14% removal rate よ り も か な り high い も の で あ っ た.

项目成果

多孔質Al2O3セラミックスの階層構造制御と限外・ナノ濾過膜への応用

多孔Al2O3陶瓷的分级结构控制及其在超纳滤膜中的应用

• 发表时间: 2021
• 作者: 田沼 知;鈴木義和
• 通讯作者: 鈴木義和

pH-controlled synthesis and spark plasma sintering of fine and homogeneous MgZr₄(PO₄)₆ powder

细均质 MgZr₄(PO₄)₆ 粉末的 pH 控制合成与放电等离子烧结

• DOI: 10.2109/jcersj2.21149
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Ceramic Society of Japan
• 影响因子: 1.1
• 作者: FUKUSHIMA Kenta;SUZUKI Tohru S.;OZBILGIN Cem Eren;KOBAYASHI Kiyoshi;ABE Hiroya;SUZUKI Yoshikazu
• 通讯作者: SUZUKI Yoshikazu

YOSHIKAZU SUZUKI LABORATORY

铃木芳一研究所

多孔質Al2O3 のマクロ孔充填による微構造制御と膜分離への応用

大孔填充控制多孔Al2O3的微观结构及其在膜分离中的应用

• 发表时间: 2021
• 作者: 鏡 魁登;鈴木義和
• 通讯作者: 鈴木義和

AD法による多孔質Co3O4/Al2O3積層膜の微構造制御と膜分離への応用

AD法控制多孔Co3O4/Al2O3叠层膜的微观结构及其在膜分离中的应用

• 发表时间: 2021
• 作者: Sasaki Shunta;Masuno Atsunobu;Ohara Koji;Yanaba Yutaka;Inoue Hiroyuki;Watanabe Yasuhiro;Kohara Shinji;中島章;(筑波大学) ○鏡 魁登・鈴木 義和・(産業技術総合研究所) 松林 康仁・後藤 拓・明渡 純
• 通讯作者: (筑波大学) ○鏡 魁登・鈴木 義和・(産業技術総合研究所) 松林 康仁・後藤 拓・明渡 純