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ゼオライト骨格と交換カチオンの協奏による分離場の創生

通过沸石骨架和交换阳离子的配合创建分离场

基本信息

批准号：
17036064
负责人：
松方正彦
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、ゼオライトの一種であるモルデナイトを薄膜化し、ゼオライト骨格のイオン交換サイトに固定されたNaカチオンと水分子と相互作用による、高温下での水の選択的分離を目指した。配位空間場として用いるゼオライト薄膜を合成するにあたっては、種結晶を用いた緻密な薄膜の調製法の開発を中心に行った。まず、平板型の非多孔質支持体上に塗布した種結晶からの結晶成長の様子を観察して,水熱条件下における結晶成長条件の検討を行った。最適化された結晶成長条件を以って,多孔質支持体アルミナ支持体上に塗布した種結晶を成長させることで,支持体表面付近の空隙をゼオライト結晶で埋めることにより,緻密なゼオライト薄膜の調製を合理的に展開することを試みた。上記の手法により、モルデナイトの薄膜化に成功し、当初のもくろみ通り、250℃までの高温において水選択性を示した。こうした高温における水膜選択性分離の実現は、世界的に初めての例となった。しかしいっぼう、この膜は水素を全く透過させず、極めて特異な選択性をもつことがわかった。また、当初の予定以外にもZSM-5型のゼオライトの薄膜化も試みたところ、高温水選択性のある分離膜を合成することができた。モルデナイト膜と異なり、ZSM-5膜は、水が存在しないと水素、あるいはメタノールが透過したため、透過選択性の発現機構が、モルデナイト膜とZSM-5膜では異なることが示唆された。以上、本研究において、当初の予定を上回る成果が得られたと評価している。いっぼう、水透過選択性の発現機構については、上記のように極めて「不思議」な結果が得られており、アルカリイオン交換型ゼオライト内への高温における各種分子の吸着、拡散挙動の特異性について、今後大きく発展が期待できる研究テーマを見いだすことができたのはないかと考えている。

In this paper, a new method of separation of water molecules at high temperature is proposed. The coordination space field is used for the synthesis of dense films. To investigate the conditions for the growth of crystals by coating on a flat, nonporous support under hydrothermal conditions. Optimization of crystal growth conditions, porous support, coating on the support, crystal growth, the support surface close to the void, dense thin film modulation, reasonable development, try. The above mentioned methods were successfully applied to thin films, and the initial temperature of the film was 250℃. This is the first example in the world of selective separation of water films at high temperatures. The water element of the film is completely transparent, and the special nature of the film is completely transparent. In addition to the initial design, ZSM-5 type thin film separation membrane was synthesized. For example, the ZSM-5 film has a high permeability and a low permeability. The results of this study were evaluated. The results show that the adsorption and dispersion of various molecules in the high temperature environment of the exchange-type reactor are expected to develop in the future.

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Improving oxygen permeability in SrfeCo0.5Ox asymmetric membranes by modifying support-layer porous structure

DOI：
10.1016/j.matlet.2004.12.042
发表时间：
2005-05
期刊：
Materials Letters
影响因子：
3
作者：
Masayuki Ikeguchi;K. Ishii;Yasushi Sekine;E. Kikuchi;M. Matsukata
通讯作者：
Masayuki Ikeguchi;K. Ishii;Yasushi Sekine;E. Kikuchi;M. Matsukata

第5版実験化学講座6.温度・熱,圧力

第五版实验化学课程6.温度/热量、压力

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
影响因子：
0
作者：
松方正彦;関根泰
通讯作者：
関根泰

Exchange of Mordenite Type Zeolite 2 : Origin of Dealumination and Recommended Standard Conditions

丝光沸石型沸石 2 的交换：脱铝的原因和推荐的标准条件

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Appl.Catal., A : Gen. 283(1-2)
影响因子：
0
作者：
Kawai;K.;Takeuchi;N.;Geller;R.J.;M.Matsukata(著者計40人中25番目);M.Matsukata(著者計40人中25番目)
通讯作者：
M.Matsukata(著者計40人中25番目)

Hydrogen Production by Steam Reforming of Ethanol Using Cobalt and Nickel Catalysts Supported on Strontium Titanate