Development of coalescence process of microemulsion using super-lipophilic nanofiber membrane

超亲脂纳米纤维膜微乳液聚结工艺的发展

基本信息

批准号：
20K05191
负责人：
向井康人
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

项目摘要

より広範な試料性状に対する本法の適用性を検討するため、界面活性剤で安定性を高めたマイクロエマルションならびに油分量を増やして油滴濃度を高めたマイクロエマルションを試料に用いて、本法による合一分離実験を行った。超純水に油（ドデカン）を加え、超音波ホモジナイザーで乳化させて、1μmから10μmまでの滴径分布をもつマイクロエマルション（油滴濃度650 ppm）を調製した。このとき、油の質量に対して2 wt%の割合で界面活性剤（SPAN20）を添加した。前年度の研究により最適コアレッサー材と認められたポリアクリロニトリル（PAN）ナノファイバー膜を用い、定量送液ポンプにより流量を種々に変化させて、マイクロエマルションをPAN膜に透過させた。その結果、操作条件を適切に制御することによって97～98%の分離度を達成し、分散安定化したマイクロエマルションに対しても高い分離性能を発揮することが明らかとなった。また、このときの圧力損失は40 kPa前後でほぼ一定値となり、比較的省エネルギー的に処理できることも明らかとなった。次に、界面活性剤の存在下で油滴濃度を500～5000 ppmの範囲で種々に変化させてマイクロエマルションを調製し、種々の流量でPANナノファイバー膜に透過させた。その結果、いずれの濃度に対しても操作条件を適切に制御することによって90%前後の高い分離度を維持することができた。一方、圧力損失は濃度の増加とともに上昇する傾向を示し、低圧損で操作を行うためには流量を下げる必要があることがわかった。すなわち、高濃度条件下では低動力で高処理量を得るのが困難になるため、最適な操作条件は所要動力あたりの処理量を考慮して決定する必要がある。

为了研究该方法对更广泛的样品特性的适用性，使用具有表面活性剂的稳定性提高的微乳液进行了组合的分离实验，并具有增加油含量和油滴浓度作为样品的微乳液。将油（十二烷）添加到超纯水中，并使用超声均匀均质器乳化，以制备微乳液（油滴浓度为650 ppm），液滴尺寸分布在1μm到10μm。目前，添加表面活性剂（Span20）的比例与油的质量为2 wt％。使用聚丙烯腈（PAN）纳米纤维膜，使用了前几年被认为是最佳的煤糖材料，并使用定量的液体递送泵以各种方式改变流速，以使微乳液通过PAN膜。结果，发现通过适当控制工作条件，达到了97-98％的分离度，并且还证明了较高的分离性能用于分散稳定的微乳液。此外，此时的压力损失在40 kPa左右几乎是恒定的，而且很明显，可以相对节能的方式进行治疗。接下来，在存在表面活性剂的情况下，油滴浓度以500-5000 ppm的各种方式改变，以制备微乳液，并以各种流速通过泛纳米纤维膜渗透。结果，通过适当控制任何浓度的操作条件，高度分离约为90％。另一方面，压力损失往往会随着浓度的增加而增加，并且发现为了以低压损失进行操作，有必要降低流量。也就是说，在高浓度条件下，很难获得低功率的高吞吐量，因此需要考虑到每个所需功率的吞吐量量，需要确定最佳的工作条件。

项目成果

期刊论文数量（28）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

機能性ナノファイバーフィルターの開発と応用

功能性纳米纤维过滤材料的开发及应用

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ashikari Yosuke;Maekawa Kei;Takumi Masahiro;Tomiyasu Noriyuki;Fujita Chiemi;Matsuyama Kiyoshi;Miyamoto Riichi;Bai Hongzhi;Nagaki Aiichiro;向井康人
通讯作者：
向井康人

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