NF膜による農薬除去特性に関する研究

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NF膜は分子量200〜400Daの有機溶質の除去に有用であることが示されてきたが,その阻止メカニズムは解明されていない。本研究では,有機溶質の阻止特性に影響を及ぼす因子として,分子篩い作用と膜に対する吸着に着目した。分子篩作用については、溶質分子の形状を考慮した分子篩モデルの構築を試みた。分子形状パラメータとして分子長と分子幅を導入し、分子篩作用を表現できる新たなモデルを開発した。親水性溶質を対象とし、それらの分子形状に関するパラメータはすべて計算によって求め、その値を用いて膜細孔径を評価した。得られた細孔径を用いて阻止率を算出した結果、実験値と比較的良好な対応が認められた。膜に対する吸着する溶質としてアルキルフェノール類を用いて、膜および膜高分子と類似構造のポリアミドに対する吸着特性についても検討を行った。分配係数を用いて評価した両者の吸着特性は高い直線的関係を示した。さらに、分配係数はlog Pと直線関係を示し、吸着は溶質分子の疎水性に支配されることが明らかとなった。NF膜によるアルキルフェノール類の阻止特性を実験的に検討した結果、緻密なNF膜では高い阻止率が得られ、NF膜の有用性が示された。膜に吸着するアルキルフェノール類に対して、前述の分子篩作用に基づく計算モデルを用いて阻止率の予測を行った。その結果、2-phenylphenolを除くアルキルフェノールは計算値よりも実測値の方が高くなることが示された。この結果から,アルキルフェノール類は膜への吸着作用によって膜を透過しやすくなっていることが示唆された。