有機溶質選択透過性および非水溶液分離のための逆浸透膜の開発

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プラズマグラフト膜は、有機溶液の分離に用いた場合、パ-ベ-パレ-ション(PV)法においては良好な分離特性を示したが、逆浸透(RO)法には用いることができなかった。アルコ-ル水溶液の膜分離法としてPV法、RO法が研究されているが、いずれの方法も水選択透過膜を用いたものであった。最近、PV法については、シリコンゴムをはじめ、ポリ[1ートリメチルシリンー1ープロピン](PTMSP)膜および修飾PTMSP膜を用いてアルコ-ル水溶液からアルコ-ルを選択的に透過させる実験結果が報告されているが、RO法については、アルコ-ル選択性を示す結果は報告されていない。そこで本研究では、PV法とRO法の透過機構の類似性から考えて、PV法でアルコ-ル選択透過性を示す膜はRO法においてもアルコ-ル選択透過性を示すであろうと考え、PV法において上記のPTMSP膜、種々のアルキルシリル化PTMSP膜およびPTMSP/ポリジメチルシロキサン(PDMS)共重合体膜を用いて、RO透過実験を行い透過特性を調べた。エタノ-ル、1ープロパノ-ル、2ープロパノ-ル水溶液の逆浸透分離実験を行ったところ、全ての場合において、アルコ-ル選択透過性が得られた。これらの結果は、世界で最初のものである。特に1ープロパノ-ル、2ープロパノ-ル水溶液については、気液平衡を越える高いアルコ-ル選択性が得られた。PTMSPの修飾の影響については、ポリジメチルシロキサン基を導入することによってアルコ-ル選択性を向上させることができた。特に低濃度領域において顕著な選択性の向上が見られた。膜中溶液濃度を測定したところ、フィ-ド液濃度が20wt%においても96wt%以上にアルコ-ルが濃縮されていることが明かとなった。この高いアルコ-ル選択収着性が、水より大きな分子であるアルコ-ルを選択的に透過させる要因になっていると結論づけられる。