Studieis on the structure formation of asymmetric porous silicone membrane used for recovery of organic solvent from waste liquid

用于废液有机溶剂回收的不对称多孔有机硅膜的结构形成研究

• 批准号: 22K05285
• 负责人: 清野 竜太郎
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05285/
• 关键词: 有機溶媒分離回収; 膜分離; シリコーン膜; 非対称多孔質膜; 低圧膜ろ過; 有機溶媒回収

ポチジメチルシロキサン（PDMS）を多孔化した膜を用いた低圧膜ろ過により、インク溶液から有機溶媒を分離回収できることを報告してきた。この際、PDMSの多孔化に用いる水溶性孔形成剤（PFA）の種類により、異なる多孔構造が得られることが分かってきた。本研究課題は、数種のPFAを用いて多孔質PDMS膜を作製し、PFAの種類が多孔構造に与える影響を調査し、加えて、低圧でのインク溶液の膜ろ過実験を通して、膜のろ過性能を評価したものである。PDMS膜の作製には主剤と硬化剤からなる2液硬化型PDMS（SILPOT 184、東レ・ダウコーニング）を用いた。PFAとしてプロピレングリコール（PG）、エチレングリコール、ジエチレングリコール、平均分子量200のポリエチレングリコールおよびグリセリンを使用した。PDMSとPFAの重量比が1:1.5となるように調整して十分均一にした溶液をガラス板上に薄く広げ、オープン中で加熱硬化させた。その後、PFAを抽出するなどしてPDMS多孔膜とした。作製した膜の構造を電子顕微鏡で観察したところ、PGを用いて多孔質化した膜は、空気面側（ガラス板上にキャストした際の空気面に接している表面）に20 μm程度の緻密な層を持つ非対称な多孔構造であることが確認された。別実験で、2 gのPGを時計皿に入れ、120℃で1 h加熱するとすべて蒸発したことから、PGを用いた際に膜の空気面側にPDMSの緻密層が形成されたのは、PDMSを加熱硬化させた際に、空気面側のPGが蒸発したためではないかと考えられる。低圧ろ過実験にはクロスフローろ過装置を用いた。供給液には、10 wt%の顔料が有機溶媒中に分散する青色インクを用いた。膜に約0.1 MPaの圧力をかけて透過実験を行ったところ、PGを用いて作製した、表面に緻密層を有する多孔質膜では、顔料をほとんど含まない溶媒が回収された。

ポ チ ジ メ チ ル シ ロ キ サ ン (PDMS) を porous し を た membrane with い た low 圧 membrane ろ too に よ り, イ ン ク solution か ら organic solvent separation を back 収 で き る こ と を report し て き た. こ の interstate, PDMS の porous に with い る water-soluble hole formation types of tonic (PFA) の に よ り, different な る porous structure が must ら れ る こ と が points か っ て き た. は this research subject, several の PFA を い て porous し the PDMS membrane を cropping systems, types of PFA の が porous structure with え に る influence を investigation し, plus え て, low 圧 で の イ ン の membrane ろ ク solution had be 験 を tong し て, membrane の ろ を a performance review 価 し た も の で あ る. PDMS membrane の cropping に は main tonic と hardening tonic か ら な る sclerosis type 2 liquid PDMS (184, east レ ダ SILPOT ウ コ ー ニ ン グ) を with い た. PFA と し て プ ロ ピ レ ン グ リ コ ー ル (PG), エ チ レ ン グ リ コ ー ル, ジ エ チ レ ン グ リ コ ー ル, average molecular weight of 200 の ポ リ エ チ レ ン グ リ コ ー ル お よ び グ リ セ リ ン を use し た. PDMS と PFA の is lighter than が 1-1. 5 と な る よ う に adjustment し て very uniform に し た solution を ガ ラ ス board に thin く hiroo げ, オ ー プ ン で in heat hardening さ せ た. After そ そ, PFAを extracts するな <s:1> て てPDMS porous membrane と た た. Cropping し の た membrane structure を electronic 顕 micromirror で 観 examine し た と こ ろ, PG を い て porous qualitative し は, empty 気 た membrane surface side (ガ ラ ス board に キ ャ ス ト し た interstate の empty 気 surface に connect し て い る) surface layer dense degree of 20 microns に の な を hold つ non said seaborne な porous structure で あ る こ と が confirm さ れ た. Don't be 験 で, 2 g の PG を melamine に into れ, 120 ℃ when heating 1 h で す る と す べ て steamed 発 し た こ と か ら, PG を い た interstate の empty 気 に membrane surface side に PDMS の が form dense layer さ れ た の は, PDMS を heat hardening さ せ た interstate に, empty 気 surface side の PG が steamed 発 し た た め で は な い か と exam え ら れ る. Low voltage ろ passes through the laboratory に ロスフロ ロスフロ ロスフロ ろ ろ passes through the device を for を た た. For the に dispersion of する cyan <s:1> を を in the supply solution に, 10 wt% of <s:1> pigment が organic solvent. Membrane に about 0.1 MPa の pressure を か け て through be 験 を line っ た と こ ろ, PG を い て cropping し た を に density, surface layer have す る porous membrane で は, pigment を ほ と ん ど containing ま な い solvent が back 収 さ れ た.

项目成果

ポリフッ化ビニリデンおよび炭化繊維膜を用いた膜蒸留

使用聚偏二氟乙烯和碳化纤维膜的膜蒸馏

• 发表时间: 2022
• 作者: 河村晃輝;魚谷侑生;清野竜太郎
• 通讯作者: 清野竜太郎

水処理のための低エネルギー膜技術～膜蒸留とMCDI～

用于水处理的低能膜技术 ~ 膜蒸馏和 MCDI ~

• 发表时间: 2022
• 作者: 河村晃輝;魚谷侑生;清野竜太郎;清野竜太郎
• 通讯作者: 清野竜太郎

非対称ポリジメチルシロキサン膜の形成過程と低圧膜ろ過による溶媒の回収

不对称聚二甲基硅氧烷膜的形成工艺及低压膜过滤回收溶剂

• 发表时间: 2022
• 作者: カ デンエン;清野竜太郎
• 通讯作者: 清野竜太郎

ポリジメチルシロキサン膜の多孔構造に与える孔形成剤の影響

成孔剂对聚二甲基硅氧烷膜多孔结构的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: カ デンエン;清野竜太郎
• 通讯作者: 清野竜太郎

炭化繊維膜と多孔質ポリフッ化ビニリデン膜を用いた海水淡水化のための膜蒸留

采用碳化纤维膜和多孔聚偏氟乙烯膜进行海水淡化的膜蒸馏

• 发表时间: 2022
• 作者: 河村晃輝;魚谷侑生;清野竜太郎
• 通讯作者: 清野竜太郎