無機ナノフィルトレーション膜の開発と有機溶媒中の溶質分離への応用

无机纳滤膜的研制及其在有机溶剂溶质分离中的应用

• 批准号: 08650913
• 负责人: 都留 稔了
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650913/
• 关键词: ナノ濾過; 無機膜; シリカ-ジルコニア; 有機溶媒; 透過

ゾル-ゲル法により逆浸透膜と限外濾過膜の中間の分画分子量を有する無機ナノ濾過膜(分画分子量200〜1000)を開発し,無機材料の耐溶剤性を生かした有機溶媒中の低・中分子量物質のナノ濾過分離を行うことを研究目的とする。まず,シリカ-ジルコニアコロイドゾルの調整条件の検討を行い,5〜100nmの範囲で粒径のそろったゾルの調整方法を確立した。多孔質α-アルミナ管(孔径1μm)を支持管とし,種々の粒径のコロイドゾルを段階的にホットコーティングし,乾燥・焼成することで分離機能性を有するセラミック薄膜の製膜を行なった。溶媒として種々の分子サイズのアルコール(メタノール,エタノール,プロパノール,ブタノール)を選定し,種々の細孔径(1, 2, 3, 8, 70nm)のシリカ-ジルコニア膜の溶媒単成分の透過実験を20〜60℃の範囲で行った。細孔径70nmの膜の透過流速は,粘度の逆数に対して直線となる粘性流れを示したのに対して,1〜8nmの膜は直線とはならず,粘性流れに従わないことを明らかとした。また,溶媒分子径が大きなほど,細孔径が小さくなるなど,溶媒透過の活性化エネルギーは増加したが,これは細孔との相互作用(分子ふるい性,吸着など)に依存していると考えられる。低・中分子量物質のモデル溶質として,分子量200〜2000のポリエチレングリコールを用い,メタノール溶媒中での透過実験を行った。細孔径1, 2, 3nmの膜の分画分子量は300, 600, 1000であり,有機溶媒ナノ濾過膜の開発に成功した。また,2nmの膜を用い,エタノールおよびメタノール中での溶質阻止性を検討した結果,大きくは阻止率は変わらないものの,溶媒種に依存していることが示唆された。

The ゾル-ゲル method, the reverse osmosis membrane and the middle molecular weight of the external filtration membrane, and the inorganic ナノ filtration membrane (molecular weight 200~1000)を开発し, the solvent resistance of inorganic materials and the filtration and separation of low and medium molecular weight substances in organic solvents are the purpose of the research.まず,シリカ-ジルコニアコロイドゾルのadjusting conditionsの検questionを行い, The adjustment method for the particle size range of 5~100nm has been established. Porous α-アルミナtube (pore diameter 1μm)をsupport tubeとし, type々のparticle diameterのコロイドゾルをにホットコーティングし, drying and baking into a することでseparation functional を有するセラミック film のfilmmaking を行なった. Solvent solvent type molecule molecule solventール,プロパノール,ブタノール)をselectedし,kind of々のpore diameter(1, 2, 3, 8, 70nm) The solvent component of the のシリカ-ジルコニア film can pass through the range of 20~60℃. The membrane with a pore diameter of 70nm has a permeation flow rate, a straight line of the inverse viscosity and a viscous flow indicator.に対して, 1~8nm film は straight line とはならず, viscous flow れに従わないことを明らかとした.また, solvent molecular diameter is large and small, pore size is small and pore size is small, solvent penetration is activated and solvent is increased Add したが, これはpore とのinteraction (molecule ふるい性, adsorption など) にdependence していると卡えられる. Low and medium molecular weight substances, solute solutes, molecular weight 200~2000 のポリThe エチレングリコールを uses the い, and the メタノール solvent uses the での through the 実験を行った. Pore ​​diameters of 1, 2, and 3nm are divided into membranes with molecular weights of 300, 600, and 1000, and organic solvent filtration membranes are successfully developed.また, 2nm film を use い, エタノールおよびメタノール中でのsolute blocking properties を検したAs a result, the large blockage rate is high, and the solvent type is high.