权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

構造を制御した多孔性膜におけるナノ制限空間ダイナミクスと高度分離システムへの応用

具有受控结构的多孔膜中的纳米受限空间动力学及其在先进分离系统中的应用

基本信息

批准号：
19360353
负责人：
都留稔了
金额：
$ 9.73万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19360353/
关键词：
多孔性膜粘性流有機溶媒ナノパームポロメトリーナノ濾過

项目摘要

本研究では,ナノ〜サブナノ細孔における液相系の透過機構の解明と高度分離システムへの応用を目的とし,以下を具体的な研究実績とする。(1)細孔構造および表面特性を制御したナノ多孔性膜の作製これまでに製膜実績のあるSiO_2,TiO_2を用いて,ゾルーゲル法により平均細孔径0.5nm〜5nmを有する多孔膜の作製を行った。有機無機ハイブリッド膜は,セラミック多孔膜をまず作製した後にシランカップリング剤を用いて細孔内表面の疎水化を行うpost-modification法と,疎水基を有するアルコキシドを用い疎水ゾルを調製するin-situ法によった。特に,今年度はTEOSとMTESを用いる疎水ゾル(Me-SiO2)ゾルの調製条件を詳細に検討し,濃度およびTEOS/MTES比により,1nmまでの疎水性細孔制御に成功した。(2)ナノ多孔性膜および膜材料の特性評価膜細孔径のナノ細孔評価として,ナノパームポロメトリー法を用い0.5〜50nmの細孔径を測定した。コーティング膜の各種溶媒の接触角を測定することで,Me-SO2の臨界表面自由エネルギーは35-20J/m^2であり,ヘキサンでは完全濡れが期待できること,従って水とヘキサンでのナノパームポロメトリー測定を行なうことで,ナノ細孔の親疎水性を定量的に評価できることを明らかとした。(3)透過性評価と分離システムへの応用:ナノ制限空間のダイナミクスヘキサン溶媒中の微量水分の影響について検討した結果,水分濃度にかかわらずMeSiO2膜は安定した透過流束を示した。また,平均細孔径1.7nmのMe-SiO2膜のアルカン溶質の阻止特性を評価した結果,極めて滝透過性を示すと共に,分画分子量1000程度であることを明らかとした。

The purpose of this study is to solve the problem of high separation of liquid phase system in pore system. The following is the specific research results. (1)The pore structure and surface characteristics are controlled by the SiO_2 and TiO_2 method. The average pore diameter is 0.5 nm ~ 5nm. Organic and inorganic porous films are prepared by post-modification method and water-based method for hydration of the inner surface of pores. In particular, this year, the modulation conditions of TEOS and MTES were discussed in detail. The concentration of TEOS/MTES ratio was 1nm, and the control of aqueous fine pores was successful. (2)Evaluation of the properties of porous membranes and membrane materials Determination of pore sizes of 0.5 ~ 50nm by the porous membrane method When the contact angle of various solvents in the film was measured, the critical surface free surface area of Me-SO2 was 35-20J/m^2, and the surface area was completely as expected. When the measurement of the nano-porous media in the water and surface area was carried out, it became clear that the hydrophilicity of the nano-pores could be quantitatively evaluated. (3)Permeability evaluation and separation of the system and use: the use of limited space and the use of small amounts of water in the solvent to investigate the results, water concentration and stability of the MeSiO2 film through the beam to show In addition, Me-SiO2 films with an average pore size of 1.7 nm were evaluated for their solute blocking properties, and the results showed that they had excellent permeability and molecular weight of about 1000.