カーボンナノチューブ膜を利用した高効率分子抽出・分離技術の開発

利用碳纳米管膜开发高效分子萃取分离技术

• 批准号: 10F00064
• 负责人: 丸山 茂夫
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10F00064/
• 关键词: カーボンナノチューブ; 分子抽出・分離膜; 浸透流; 分子動力学法; モンテカルロ法; 分子動力学

単層カーボンナノチューブ膜を用いた高い分子抽出・分離デバイスの開発を目指し,主に解析的研究を行った.昨年度に引き続き,単層カーボンナノチューブ膜を用いたガス分離技術の開発を念頭に,気体分子の単層カーボンナノチューブへの吸着現象の解析を進め,一定の結論を得た.具体的な解析手法としては,単層カーボンナノチューブ膜の主な構成要素である単層カーボンナノチューブ束を対象とし,アルカン分子吸着のグランドカノニカルモンテカルロ法計算を行った.昨年度に引き続き,単層カーボンナノチューブ束の表面に存在する異なる吸着サイトへの吸着量の,アルカン分子量,温度,圧力への依存性の検証を進めた.加えて,各吸着サイトでのアルカン分子の配向などの,吸着構造を詳細に検証することを通じて,選択性へのエントロピー効果を議論した.昨年度は,温度や圧力に依存して吸着されるアルカンに選択性が生じることを明らかにし,温度や圧力をサイクルさせることによってカーボンナノチューブ膜のガス分離への応用の可能性を見出したが,今年度はそれに加えて,現実的な熱力学的条件における選択性の有用性についてさらに検討を進めた.フガシティーと圧力の関係をRedlich-Kwongの状態方程式によって求めて計算結果を整理することによって,上記の選択性を吸着モデルで表現した.なお、混合体を取り扱う際の混合則にはLewis and Randall則を用いた.これらの成果を論文(Journal of Physical Chemistry B 2012,116,4206-4211)として発表した.

単 layer カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー を ブ membrane with い た い high molecular extraction, separation デ バ イ ス の open 発 を refers し, main line analytical research を に っ た. Yesterday's annual に lead き 続 き, 単 カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー を ブ membrane with い た ガ ス separation technology の open 発 を thought に, molecular の 気 body 単 layer カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ へ の の analytic を into め sorption phenomenon, a certain conclusion の を た. Specific analytical technique と な し て は, 単 layer カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー の main な ブ membrane elements で あ る 単 layer カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ beam を like と seaborne し, ア ル カ ン molecule sorption の グ ラ ン ド カ ノ ニ カ ル モ ン テ カ ル ロ method to calculate line を っ た. Yesterday annual に lead き 続 き, 単 カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ の beam surface に exist す る different な る sorption サ イ ト へ の sorption volume の ア ル カ ン molecular weight, temperature, pressure へ の dependency の 検 card を into め た. Add え て, each sorption サ イ ト で の ア ル カ ン molecular の match to な ど の, smoking a tectonic を detailed に 検 card す る こ と を tong じ て, sentaku sex へ の エ ン ト ロ ピ ー unseen fruit を comment し た. Annual は yesterday, temperature や pressure に dependent し て sorption さ れ る ア ル カ ン に sentaku sex が raw じ る こ と を Ming ら か に し, temperature や pressure を サ イ ク ル さ せ る こ と に よ っ て カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ membrane の ガ ス separation へ の 応 possibility with の を shows し た が, our は そ れ に plus え て, now be な thermodynamic conditions に お け る sentaku の Usefulness に つ い て さ ら に beg を 検 into め た. フ ガ シ テ ィ ー と pressure の masato is を Redlich - Kwong の equation of state に よ っ て o め て results を finishing す る こ と に よ っ て, written の sentaku sex を sorption モ デ ル で performance し た. な お, hybrid を り Cha う international mixed の is に は and Lewis Randall then を uses を た. Youdaoplaceholder6 れら れら を を results を paper (Journal of Physical Chemistry B 2012,116,4206-4211)と て て publish た.

项目成果

Osmosis and solute size-A Molecular Dynamics study

渗透和溶质大小 - 分子动力学研究

• 发表时间: 2011
• 作者: James Cannon;Thijs Vlugt,丸山茂夫;塩見惇一郎;James Cannon
• 通讯作者: James Cannon

カーボンナノチューブ束へのアルカンの吸着特性 : グランドカノニカルモンテカルロシミュレーション

烷烃在碳纳米管束上的吸附特性：大正则蒙特卡罗模拟

• 发表时间: 2012
• 作者: James Cannon;Thijs Vlugt,丸山茂夫;塩見惇一郎
• 通讯作者: 塩見惇一郎

Non-linear and Non-planar Free Thermal Vibration of Single-walled Carbon Nanotubes in Molecular Dynamic Simulation

分子动力学模拟中单壁碳纳米管的非线性和非平面自由热振动

• 发表时间: 2012
• 作者: Heeyuen Koh;James Cannon;Shohei Chiashi;Junichiro Shiomi;Shigeo Maruyama
• 通讯作者: Shigeo Maruyama

Nonlinear motion of cantilevered SWNT and Its Meaning to Phonon Dynamics

悬臂单壁碳纳米管的非线性运动及其对声子动力学的意义

• 发表时间: 2013
• 作者: Heeyuen Koh;James Cannon;Shohei Chiashi;Junichiro Shiomi;Shigeo Maruyama
• 通讯作者: Shigeo Maruyama