微多孔シリカ膜の開発と脱水プロセスへの応用-膜開発・性能評価・分子透過機構-
微孔二氧化硅膜的开发及其在脱水工艺中的应用 - 膜开发、性能评价、分子渗透机理 -
基本信息
- 批准号:19J22400
- 负责人:
- 金额:$ 1.6万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
- 财政年份:2019
- 资助国家:日本
- 起止时间:2019-04-25 至 2022-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
昨年度までに開発したオルガノシリカ膜を基調とし,更なる膜開発だけでなく,プロセスや透過メカニズムの側面からも研究を進めた。膜開発の側面からは,従来のオルガノシリカネットワーク中にAlイオンを取り込むことで,ネットワークの緻密化と親水化を同時に引き起こす手法を見出した。本手法により,水蒸気/窒素の選択性が従来のオルガノシリカ膜の10倍以上に向上した。プロセスの側面からは,プラント排ガスを想定した模擬ガス(150-200℃, 水蒸気, 塩化水素, 酸素, 窒素を含む)からの水蒸気回収の長期試験を行った。190日間に亘る試験を通して,オルガノシリカ膜は極めて安定であっただけでなく,水蒸気透過性と水蒸気/窒素選択性の双方が既報トップレベルであった。また,オルガノシリカ膜は分子ふるい性に基づき,窒素のみならず,塩化水素や,水素,酸素,二酸化炭素の除去も可能であった。透過メカニズムの側面からは,多孔膜透過現象を表現するモデルを理論的に構築し,モデルの正当性を実験的に明らかとした。従来のモデルでは,実験的に得られる透過量を膜の透過/非透過側の圧力差で規格化した圧力差基準の透過率を用いていたが,圧力差基準の透過率は透過/非透過側の相状態(液/液,液/気,気/気)に依存するという課題があった。本モデルでは,活量差基準の透過率を用いることで,相状態によらず,透過現象を統一的に表現可能とした。また,膜細孔内での相変化(気→液への遷移領域)を考慮することで,本モデルは,オルガノシリカ膜の特異的な透過特性を定量的に予測可能であった。
In the past year, the development of the film has been carried out through the study of the bottom surface of the film. The bottom surface of the film is open, and the process of densification and hydrophilization of the film is simultaneously introduced. In this method, the selectivity of water vapor/oxygen is more than 10 times higher than that of the film. The water vapor recovery and long-term test were carried out at 150-200℃, with water vapor, acid, and oxygen contained. 190. During the day, both water vapor permeability and water vapor selectivity were reported. In addition, it is possible to remove water element, water element, acid element and diacid carbon from the membrane. The bottom surface of the porous membrane is exposed to the phenomenon of permeability. In the past, the transmission amount obtained from the test results was the pressure difference on the transmission/non-transmission side of the membrane. The pressure difference reference was used to standardize the transmission rate. The pressure difference reference transmission rate was dependent on the phase state (liquid/liquid, liquid/gas, gas/gas) on the transmission/non-transmission side. This is the case with the activity difference reference transmittance. The phase state is the same as the transmission phenomenon. In addition, the phase transition (gas → liquid migration domain) in the membrane pores is considered, and the quantitative prediction of the specific transmission characteristics of the membrane is possible.
项目成果
期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Steam recovery via nanoporous and subnanoporous organosilica membranes: The effects of pore structure and operating conditions
- DOI:10.1016/j.seppur.2021.119191
- 发表时间:2021-11
- 期刊:
- 影响因子:8.6
- 作者:Norihiro Moriyama;Hiroki Nagasawa;M. Kanezashi;T. Tsuru
- 通讯作者:Norihiro Moriyama;Hiroki Nagasawa;M. Kanezashi;T. Tsuru
Improved performance of organosilica membranes for steam recovery at moderate-to-high temperatures via the use of a hydrothermally stable intermediate layer
- DOI:10.1016/j.memsci.2020.118895
- 发表时间:2020-11
- 期刊:
- 影响因子:9.5
- 作者:Norihiro Moriyama;Hiroki Nagasawa;M. Kanezashi;T. Tsuru
- 通讯作者:Norihiro Moriyama;Hiroki Nagasawa;M. Kanezashi;T. Tsuru
BTESE膜を用いた中高温における湿りガス脱水
使用 BTESE 膜进行中高温湿气脱水
- DOI:
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:N. Moriyama;H. Nagasawa;M. Kanezashi;T. Tsuru;森山教洋,長澤寛規,金指正言,都留稔了
- 通讯作者:森山教洋,長澤寛規,金指正言,都留稔了
オルガノシリカ膜の水透過特性とモデル解析~逆浸透・浸透気化・蒸気透過~
有机硅膜的水渗透特性和模型分析-反渗透、渗透蒸发和蒸汽渗透-
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Norihiro Moriyama;Hiroki Nagasawa;Masakoto Kanezashi;Toshinori Tsuru;森山教洋,長澤寛規,金指正言,都留稔了
- 通讯作者:森山教洋,長澤寛規,金指正言,都留稔了
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