石油代替バイオエタノールの有効利用に向けた水/エタノール高速分離技術の開発

开发高速水/乙醇分离技术，有效利用生物乙醇作为石油替代品

• 批准号: 20810025
• 负责人: 大幸 裕介
• 金额: $ 2.1万
• 依托单位: University of Hyogo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20810025/
• 关键词: 環境技術; 新エネルギー; 超薄膜; 交互積層法; ナフィオン; エタノール分離; バイオアルコール

ポリカチオンとしてポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド(PDDA)を用いて、交互積層法により単分散シリカ粒子(10μm:宇部日東化成)表面に、全フッ化スルホン酸高分子(Nafion)を積層した。積層に用いたNafionとポリカチオン溶液は、それぞれMeOH:H_20=9:1(v/v)および0.5MNaC1溶液を用いて10mg/mLの濃度に調製した。積層膜の重量測定には、水晶振動子微量天秤(QCM)を用いた。ゼータ電位測定より、単分散シリカ粒子表面にポリカチオン(プラスに帯電)およびNafion(マイナスに帯電)が交互に積層可能であることを確認した。QCMによる重量測定結果より、Nafionの積層量は1.1μg/cm^2と求められた。得られた重量および密度(1.63g/cm^2)より求めた1層当たりのNafion層の厚みは2.1nmと極めて薄いものが得られた。Nafionで修飾した粒子上に所定量の水滴を滴下したところ、静的接触角は160°以上となり、極めて高い機水性の得られることがわかった。得られた疎水化粒子をアクリル管内に充填して注水すると、水は全く浸透しない一方でエタノールは瞬時に浸透することがわかった。一方で、粒子表面をポリスチレンスルホン酸(マイナスに帯電)で被覆した場合には、親水性に変化することがわかり、本研究目的である水/エタノール高速分離に必要なシリカ粒子の親水・疎水化技術を確立した。

The surface of the dispersed particles (10μm: Ube Nitto Kasei) and the polymer (Nafion) are laminated by the alternating lamination method. The solution of Nafion was mixed with MeOH:H_20=9:1(v/v) and 0.5M NaCl solution at a concentration of 10mg/mL. Weight measurement of laminated films, crystal vibrators and microscales (QCM) Potential measurement, dispersion, particle surface, polarization, polarization QCM weight measurement results, Nafion layer amount is 1.1μg/cm^2 The thickness of Nafion layer is 2.1nm, and the thickness of Nafion layer is 2.1nm. Nafion particles are modified by a certain amount of water droplets. The contact angle is more than 160°. The contact angle is very high. Water is injected into the tube, and water permeates the tube instantaneously. In one aspect, the surface of particles is coated with hydrophilic particles. The purpose of this study is to establish a hydrophilic hydration technology for high-speed separation of particles.

项目成果

空気中撥水-水中親水性ナノ多層薄膜の作製と下地効果

空气拒水亲水纳米多层薄膜的制备及碱效应

• 发表时间: 2009
• 作者: 江間友幸;大幸裕介;武藤浩行;逆井基次;松田厚範
• 通讯作者: 松田厚範

Nafion超薄膜による単分散シリカ粒子の表面修飾とアルコール分離への応用

Nafion超薄膜表面修饰单分散二氧化硅颗粒及其在酒精分离中的应用

• 发表时间: 2009
• 作者: Y. Daiko;K. Katagiri T. Yazawa;A. Matsuda;太幡 英亮;江間友幸 大幸裕介武藤浩行逆井基次松田厚範;大幸裕介 矢澤哲夫
• 通讯作者: 大幸裕介 矢澤哲夫

Highly Hydrophobic Flip-Flop-Type Ultrathin Coating Films Prepared via Electrostatic Self-Assembly

静电自组装制备高疏水触发器型超薄涂膜

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9
• 作者: Y. Daiko;K. Katagiri;A. Matsuda
• 通讯作者: A. Matsuda

Thickness dependences of proton conductivity for ultra Thin Nafion multilayers prepared via LbL assembly

通过 LbL 组装制备的超薄 Nafion 多层膜的质子电导率的厚度依赖性

• 期刊: Solid State Ionics (In press)
• 作者: Y. Daiko;K. Katagiri T. Yazawa;A. Matsuda
• 通讯作者: A. Matsuda

交互積層法により作製した撥水性ナノ多層薄膜の水接触による濡れ性の変化

逐层法制备的憎水纳米多层薄膜因水接触引起的润湿性变化

• 发表时间: 2008
• 作者: Y. Daiko;K. Katagiri T. Yazawa;A. Matsuda;太幡 英亮;江間友幸 大幸裕介武藤浩行逆井基次松田厚範;大幸裕介 矢澤哲夫;江間友幸 大幸裕介武藤浩行逆井基次松田厚範
• 通讯作者: 江間友幸 大幸裕介武藤浩行逆井基次松田厚範