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電気泳動堆積現象を用いた省エネルギーかつ高速なバイオナノファイバー濃縮技術の開発

利用电泳沉积现象开发节能高速生物纳米纤维浓缩技术

基本信息

批准号：
22K20592
负责人：
春日貴章
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

セルロースナノファイバーは高機能かつ持続可能なナノ繊維だが、製造工程の関係上、水を多量に含んだ水分散液の状態を出発原料として利用する必要がある。加えてセルロースナノファイバーは水との親和性が高いため脱水に多大なエネルギー及び時間が必要であり、フィルムや乾燥体、樹脂複合材製造に向けた脱水工程の効率化が求められている。本研究ではセルロースナノファイバーの電気泳動堆積現象に着目した新規脱水技術の開発に取り組む。2022年度は、セルロースナノファイバーの電気泳動堆積における重要パラメータの特定を行った。まず、セルロースナノファイバーの電気泳動堆積現象のメカニズム解明に適した専用セルの設計、開発を行った。開発したセルは炭素電極を使用することで陽極金属の溶出による影響を排除し、電極間距離の変更が可能な設計とした。開発したセルを用いて、電極間の印加電圧と陽極上への堆積速度の関係を確認した。その結果、電極間の印加電圧と陽極上で得られるセルロースナノファイバーハイドロゲルの濃度には正の相関がみられた。但し、高電圧で電極上にセルロースナノファイバーを堆積させた際、陽極上に堆積したセルロースナノファイバーはプロトン化しており、陽極近傍の水の電気分解による酸性化の影響が確認された。また、電圧印加時間と堆積後のナノファイバーハイドロゲルの濃度に関しては、時間の延長に伴い、濃度が継続して増加していく傾向が確認された。

In addition, it is necessary to develop raw materials and utilize them in terms of the relationship between production engineering, water content, and the state of water-containing dispersion. Add to this list the number and time required for dehydration and the efficiency of dehydration engineering in resin composite production. This study is aimed at the development of a new dehydration technology for electrokinetic deposition in water. In 2022, the company will continue to develop its own products and services. The design and development of electrokinetic deposition phenomena in the field of chemical engineering are discussed. The effect of anode metal dissolution on the use of carbon electrodes can be eliminated and the distance between electrodes can be improved. The relationship between the voltage between electrodes and the deposition velocity of anode was confirmed. As a result, the voltage between the electrodes and the anode are positively correlated. However, the influence of acidification on the electrochemical decomposition of water near the anode was confirmed when the electrode was deposited on the high voltage electrode and the anode. The relationship between the concentration and the time of voltage accumulation was confirmed.