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Reverse osmosis membranes for resource recovery from seawater

用于海水资源回收的反渗透膜

基本信息

批准号：
20H02449
负责人：
遠藤守信
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Shinshu University
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 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

逆浸透（RO）膜を用いた海水淡水化による造水コストは約１$/tと大きく、途上国にとって大きな経済負担になり、SDGｓの水問題の解決も遅れている。海水淡水化システムの低コスト化策は、RO膜による海水淡水化の濃縮排水を利用して、そこから希少資源を回収して造水コストに還元することが有望視されている。原水の約45%がRO膜で淡水化されるので、廃液の海水に含まれる資源は約2倍の濃度に濃縮される。この際、RO膜処理の際に、高透水性RO膜が重要となり、さらに二次的に高圧逆浸透を実施して高濃度廃水を原水の3倍程度に濃縮できる強靭なRO膜が必要である。そこで、効率的な濃縮システムの開発に加えてそれに適したカーボンナノチューブ（CNT）と芳香族ポリアミド（PA）の複合膜を調製およびその機能と透水機構を解明することを目指している。二年目の令和3年度は、当初の計画では、RO膜の透水試験は平膜を用いて一次、二次圧力の2段階の濃縮試験の予定だったが、想定より回収率（原水に対する透過水の比率）が低いため濃縮できないことが分かった。そのため、濃縮水を原水に戻して循環して透水するシステムに変更して濃縮実験を実施した。すなわち、循環濃縮用の高透水CNT/PA複合RO膜の調製とそれを用いた濃縮処理について検討した。CNT/PA複合膜は、高透水性に加えて優れた耐ファウリング性が特色で、脱塩性能はPA膜と同等の機能を有している。この膜の特長である透水性をさらに上げて循環濃縮に使えるRO 膜を調製した。また、このCNT/PA複合RO膜を用いて北九州から取り寄せた実海水を原水に用いて循環濃縮試験（5.5MPa）を行い、対象金属（Li,Na,Mg,K,Sr.Ca）の濃縮率は、市販の耐高圧RO膜の平均1.3倍に対してCNT/PA複合膜は平均1.55倍と高く、特にLi濃縮は市販膜が濃縮できなかったのに対して、最大1.9倍を確認した。

Reverse osmosis (RO) membrane is used in seawater desalination, water production and transportation. Seawater desalination system low temperature chemical strategy, RO membrane, seawater desalination concentrated drainage utilization, and other resources recovery, water production and recovery of the yuan is expected to be in the future. About 45% of raw water is desalinated by RO membrane, and the concentration of raw water in seawater is about twice that of RO membrane. At this time, RO membrane treatment, high permeability RO membrane is important, today's secondary high pressure reverse osmosis, high concentration of raw water, three times the concentration, strong RO membrane is necessary. The development of a concentrated system of organic and inorganic compounds, such as CNT and PA composite membranes, is described in detail below. In 2002 and 2003, the water permeability test of RO membrane and the concentration test of primary and secondary pressure in the flat membrane were determined. The recovery rate (ratio of raw water to permeate water) was determined. The process of concentrating raw and concentrated water is carried out in a circulating manner. Preparation of high permeability CNT/PA composite RO membrane for recycling and concentration CNT/PA composite film has high water permeability, excellent resistance, and similar functions as PA film. The membrane's characteristics include water permeability, circulation concentration, and RO membrane modulation. The CNT/PA composite RO membrane was used in the process of circulating concentration test (5.5MPa) for seawater and raw water. The concentration rate of metal (Li,Na,Mg,K,Sr.Ca) was 1.3 times higher than that of commercial high pressure RO membrane. The CNT/PA composite membrane was 1.55 times higher than that of commercial high pressure RO membrane. The maximum concentration rate of Li was 1.9 times higher than that of commercial high pressure RO membrane.

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Graphene Oxide Membranes for Water Filtration

用于水过滤的氧化石墨烯膜

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
樽谷直紀;坂田拓也;片桐清文;Aaron Morelos Gomez
通讯作者：
Aaron Morelos Gomez

Oil Dynamic Shell Surrounding Fullerenes

富勒烯周围的油动态壳

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takashi Hagiwara;Koichiro Suekuni;Pierric Lemoine;Andrew R. Supka;Raju Chetty;Emmanuel Guilmeau;Bernard Raveau;Marco Fornari;Michihiro Ohta;Rabih Al Rahal Al Orabi;Hikaru Saito;Katsuaki Hashikuni;Michitaka Ohtaki;Aaron Morelos Gomez
通讯作者：
Aaron Morelos Gomez

Quasi-2D Polyamides Reinforced with 1D Nanotubes and Nanofibers for Novel Desalination Membranes

用一维纳米管和纳米纤维增强的准二维聚酰胺用于新型海水淡化膜

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Oka Ryohei;Kotama Jun-ichi;Morimoto Takuro;Masui Toshiyuki;Rodolfo Cruz-Silva
通讯作者：
Rodolfo Cruz-Silva

Synthesis and Characterization of Cellulose Nanofiber Reinforced Aromatic Polyamide Membranes

纤维素纳米纤维增强芳香族聚酰胺膜的合成与表征

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
安仁屋勝;池田昌弘;Rodolfo Cruz-Silva
通讯作者：
Rodolfo Cruz-Silva

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遠藤守信其他文献

Invite:Regularly Developed Nanopores in the Bundled Double Walled Carbon Nanotubes

邀请：成束双壁碳纳米管中规则发育的纳米孔

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
A.G.Souza Filho;V.Meunier;M.Terrones;B.G.Sumpter;E.B.Barros;F.Villalpando;J.Mendes Filho;Y.A.Kim;H.Muramatsu;T.Hayashi;M.Endo;and M.S.Dresselhaus;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;M.Endo;Y.Usui;M.Endo;Y.Usui;遠藤守信;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;遠藤守信;M.Endo;遠藤守信;M. Endo;M. Endo;M. Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;遠藤守信;遠藤守信;遠藤守信;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo
通讯作者：
Morinobu Endo

カーボンナノチューブの基礎科学と応用(Science and Applications of Carbon Nanotubes)〜成長メカニズム,大量生産と機能を中心として〜(招待講演)

碳纳米管科学与应用——聚焦生长机制、量产与功能——（特邀报告）

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
A.G.Souza Filho;V.Meunier;M.Terrones;B.G.Sumpter;E.B.Barros;F.Villalpando;J.Mendes Filho;Y.A.Kim;H.Muramatsu;T.Hayashi;M.Endo;and M.S.Dresselhaus;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;M.Endo;Y.Usui;M.Endo;Y.Usui;遠藤守信;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;遠藤守信;M.Endo;遠藤守信;M. Endo;M. Endo;M. Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;遠藤守信;遠藤守信;遠藤守信;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;遠藤守信
通讯作者：
遠藤守信

基調講演:「CCVD法によりカーボンナノチューブ～量産,応用そして成功に向けての安全性～」

主题演讲：《采用CCVD法的碳纳米管——量产、应用和安全才能成功》

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发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
A.G.Souza Filho;V.Meunier;M.Terrones;B.G.Sumpter;E.B.Barros;F.Villalpando;J.Mendes Filho;Y.A.Kim;H.Muramatsu;T.Hayashi;M.Endo;and M.S.Dresselhaus;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;M.Endo;Y.Usui;M.Endo;Y.Usui;遠藤守信;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;遠藤守信;M.Endo;遠藤守信;M. Endo;M. Endo;M. Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;遠藤守信;遠藤守信;遠藤守信;遠藤守信
通讯作者：
遠藤守信

触媒CVD法によるカーボンナノチューブの大量生成とその応用」(基調講演)

《催化CVD法碳纳米管的量产及其应用》（主题演讲）

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
A.G.Souza Filho;V.Meunier;M.Terrones;B.G.Sumpter;E.B.Barros;F.Villalpando;J.Mendes Filho;Y.A.Kim;H.Muramatsu;T.Hayashi;M.Endo;and M.S.Dresselhaus;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;M.Endo;Y.Usui;M.Endo;Y.Usui;遠藤守信;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;遠藤守信;M.Endo;遠藤守信;M. Endo;M. Endo;M. Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;遠藤守信;遠藤守信;遠藤守信;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;遠藤守信
通讯作者：
遠藤守信

Plenary Lecture:Mass Production of Carbon Nanotubes,Current and Future Application

全体报告：碳纳米管的量产、应用现状与未来

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
A.G.Souza Filho;V.Meunier;M.Terrones;B.G.Sumpter;E.B.Barros;F.Villalpando;J.Mendes Filho;Y.A.Kim;H.Muramatsu;T.Hayashi;M.Endo;and M.S.Dresselhaus;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;M.Endo;Y.Usui;M.Endo;Y.Usui;遠藤守信;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;M.Endo;遠藤守信;M.Endo;遠藤守信;M. Endo;M. Endo;M. Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo;遠藤守信;遠藤守信;遠藤守信;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;遠藤守信;Morinobu Endo;Morinobu Endo;Morinobu Endo
通讯作者：
Morinobu Endo