人工イオノホア膜による次世代気体分離

使用人造离子载体膜的下一代气体分离

• 批准号: 21651037
• 负责人: 川上 浩良
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21651037/
• 关键词: 人工イオノホア; 樹状高分子; ナノ微粒子; 気体透過; 二酸化炭素分離

本研究では、高気体透過性と超高気体選択性を共に実現し、従来の気体分離膜で見られる透過性と選択性のTrade-Offの関係を打破する、次世代気体分離膜を合成することを目的としている。その実現には、新しい気体透過機構を提案、実証する必要がある。申請者は、先ず特定気体分子と特異的な相互作用を形成するクラスターを合成、さらにその相互作用の結合解離速度の制御、精密に設計合成されたナノ空間からなるクラスターの再構築を行う。超分子化学的手法、あるいは相分離的手法を用いクラスターのチャネル化(クラスターチャネル構造)を実現し、気体の拡散性、溶解性を格段に向上させる革新的な気体透過機構を提案する。本年度も、高次構造の精密制御が可能で、かつアミン構造を導入できる樹状(デンドリマー、ハイパーブランチポリマー)ナノ微粒子を合成した。その構造を解析し、気体透過測定を実施した。さらに、新規樹状ナノ微粒子を含んだ高分子膜の影響も検討するため、ゴム状高分子、ガラス状高分子をマトリックスとして選定、マトリックス効果を詳細に解析した。気体透過性は従来の気体分離膜を凌駕する極めて高い気体透過性を示し、気体透過機構の解析から樹状ナノ微粒子の気体透過係数を見積もることに成功、高分子膜の透過性を100倍以上上回ることを明らかにした。

In this study, the Trade-Off relationship between high gas permeability and ultra-high gas selectivity was broken, and the next generation of gas separation membranes was synthesized. In the event of a dispute between the parties, the parties shall submit a proposal and evidence to the Court. The applicant is interested in the synthesis of specific molecules and specific interactions, the control of binding dissociation rates of these interactions, and the re-construction of precise design and synthesis. Supramolecular chemical methods, such as phase separation methods, the use of chemical structures, dispersion and solubility of gases, and innovative gas transmission mechanisms are proposed. This year, high-order structure precision control is possible, and the introduction of tree-like structure is possible. The structure analysis and the transmission measurement of the gas are carried out. The influence of dendrimer on polymer film was analyzed in detail. The gas permeability of the gas separation membrane is higher than that of the gas separation membrane. The analysis of the gas transmission mechanism is successful. The permeability of the polymer membrane is more than 100 times higher.

项目成果

高CO2透過性を目指したブランチポリマー修飾ナノ粒子含有高分子分離膜の作製

含支化聚合物改性纳米颗粒的聚合物分离膜的制备，旨在实现高CO2渗透性

• 发表时间: 2010
• 作者: 長谷部翔一;青山聡史;川上浩良
• 通讯作者: 川上浩良

表面ハイパーブランチまたはデンドリマー修飾無機ナノ粒子および気体分離膜

表面超支化或树枝状聚合物改性的无机纳米颗粒和气体分离膜

• 发表时间: 2009

Synthesis and Gas Permeation Properties of Asymmetric Polyimide Membranes Made by Dry-Wet Phase Inversion : Influence of the Polyimide Molecular Weight

干湿相转化不对称聚酰亚胺膜的合成及气体渗透性能：聚酰亚胺分子量的影响

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of Applied Polymer Science
• 影响因子: 3
• 作者: H.Kawakami;et al.
• 通讯作者: et al.

Gas transport properties of novel modified silica nanoparticle/polyimide composite membranes

新型改性二氧化硅纳米颗粒/聚酰亚胺复合膜的气体传输性能

• 发表时间: 2009
• 作者: S.Hosokawa;Y.Hayashi;S.Imamura;K.Wada;M.Inoue;Satoshi AOYAMA
• 通讯作者: Satoshi AOYAMA