炭酸ガス分離を目的とした有機ー無機コンポジット膜の開発

二氧化碳分离用有机-无机复合膜的研制

• 批准号: 03650759
• 负责人: 中尾 真一
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03650759/
• 关键词: 膜分離; 多孔質ガラス膜; 炭酸ガス; シランカップリング剤

地球温暖化原因ガスである炭酸ガスを煙道ガスから分離回収するため、耐熱性のある多孔質ガラス膜を基膜として用い、その細孔表面を有機官能基により修飾することで選択性を高めた、有機ー無機複合膜を開発することを目的に研究を行った。以下に研究結果を概説する。1)多孔質ガラス基膜のガス分離性能細孔径4、30、50nmの多孔質ガラス膜を用い、ヘリウム、アルゴン、窒素、炭酸ガスの透過実験を行った。何れの膜でも、炭酸ガスを除き、透過機構はクヌッセン拡散であったが、炭酸ガスの透過は表面拡散の影響でこの機構では説明できなかった。2)有機ー無機コンポジット膜の製膜上記の膜を以下の4種のシランカップラ-で修飾し、有機ー無機コンポジット膜の製膜を試みた。正荷電基:Nートリメトキシシリルプロピル-N,N,Nートリメチルアンモニウムクロライド、(N,Nージエチルー3ーアミノプロピル)トリメトキシシラン、負荷電基:スルホン化ベンジルジメチルクロロシラン、中性基:トリメチルシランの4種である。種々反応条件を検討した結果、細孔径30、50nmの膜にはシランカップラ-を導入できたが、細孔径4nmの膜には細孔径が小さすぎるためか、細孔内に十分導入することはできなかった。3)炭酸ガス分離実験シランカップラ-を導入できた細孔径30、50nmの膜を用い、炭酸ガス、窒素、酸素単成分の透過実験を行った。未修飾膜と比べて透過係数は若干減少したが、選択性には何れの修飾基でも大きな変化はなかった。導入した官能基と炭酸ガスとの相互作用はあるものと考えられるが、細孔径が大きすぎるためにその影響が顕著に現れていないものと予想される。今後、細孔径をもう少し小さく(10ー15nm程度)制御した後修飾し、その効果を検討する必要があろう。

The reason for warming the earth is that carbon dioxide is used as a flue gas, separation and recycling, heat resistance is used as a porous membrane, and the surface of pores is modified by organic functional groups. The purpose of this study is to improve the selectivity of organic and inorganic composite membranes. The results of the study are summarized below. 1)The porous membrane with pore size of 4, 30 and 50nm can be used for separation, separation, absorption and carbon acid transmission. What is the membrane, carbon dioxide, carbon dioxide and carbon dioxide? 2)The film preparation of organic and inorganic polymer films is described in the following four ways: Positive charge group:N-<$$>$>-N,N,N-<$$>$>; negative charge group: ; neutral charge group: As a result of the investigation of the reaction conditions, the membrane with fine pore size of 30 nm and 50nm was introduced into the membrane with fine pore size of 4 nm, and the membrane with fine pore size of 4nm was introduced into the membrane with fine pore size of 10 nm. 3)Carbon acid separation process: introduction of thin pore size of 30 nm and 50nm membrane, carbon acid separation process, and transmission process of acid components. The transmission coefficient of the unmodified film is reduced to a certain extent, and the selectivity is increased to a certain extent. The interaction between the introduction of functional groups and carbon acids is expected to be successful. In the future, it is necessary to reduce the pore size (about 10 - 15nm) to control the post-modification, and to discuss the effect.