コアシェル型オルガノシリカナノファイバーの創製と一次元構造を利用した超薄膜製膜

利用一维结构制备核壳型有机二氧化硅纳米纤维并形成超薄膜

基本信息

  • 批准号:
    22K18922
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.16万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-06-30 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

典型的な多孔質セラミック膜は,多孔質支持体の上に粒子層,中間層および分離層からなる多層構造を有するため,製膜プロセスは極めて複雑になっているだけでなく,各層の透過抵抗も無視できない。本研究ではセルロースナノファイバー(CNF)の一次元構造体を利用した薄膜コーティングを提案する。さらに,ナノファイバー(NF)表面に存在する各種官能基(水酸基,カルボキシル基など)をシリカ前駆体であるアルコキシシランとの脱水縮合や金属イオン配位などを利用して,コアシェル型NFゾルを形成する。いずれのNFも直径数nm程度,長さ数100nmのアスペクト比100以上を有するため,多孔質支持体あるいは粒子層に直接コーティングすることで超薄膜製膜できる可能性があり,従来の製膜概念を大きく変える画期的製膜法となりうる。2022年度は,高分子多孔質支持体として市販セルロースアセテート精密ろ過膜(CA,推算細孔径 0.2μm)を用い,CNFをキャスト法により,CNF/CA複合膜が製膜可能であることを明らかとした。さらに,80℃飽和水蒸気/窒素において経時変化を測定した結果,8h以上にわたって水蒸気透過率1.6×10-6 mol/(m2・s・Pa),窒素透過率3.3×10-9 mol/(m2・s・Pa)を安定して示し,さらに透過率比は490と優れた水蒸気選択透過性を示した。このことから,CNF膜が長期間安定して水蒸気を選択的に透過させることが可能であることが明らかとなった。さらに,供給湿度に対する水蒸気および窒素の透過率についても検討し,80%以上の高湿度域において水蒸気透過率は1.0×10-6 mol/(m2・s・Pa)以上の値を示した。一方で,湿度の低下とともに水蒸気透過率は低下し,30%以下では2.0×10-7 mol/(m2・s・Pa)程度を示すことも明らかとなった。
Typical な porous セ ラ ミ ッ は ク membrane, porous support body の に particle layer, middle layer お よ び separation layer か ら な る を multilayer structure have す る た め, membrane プ ロ セ ス は extremely め て complex 雑 に な っ て い る だ け で な く, each layer の through resistance も ignore で き な い. This study で は セ ル ロ ー ス ナ ノ フ ァ イ バ ー (CNF) の a yuan constructs を using し た film コ ー テ ィ ン グ を proposal す る. さ ら に, ナ ノ フ ァ イ バ ー (NF) surface に す る various faculties base (water acid radical, カ ル ボ キ シ ル base な ど) を シ リ カ 駆 body before で あ る ア ル コ キ シ シ ラ ン と の dehydration condensation や metal イ オ ン ligand な ど を using し て, コ ア シ ェ ル type NF ゾ ル を form す る. い ず れ の NF も several nm diameter, long さ number 100 nm の ア ス ペ ク ト than more than 100 を す る た め, porous support body あ る い は に particle layer directly コ ー テ ィ ン グ す る こ と で ultrathin membrane the membrane で き る possibility が あ り, 従 の the membrane concept を big き く - え る painting of the membrane method と な り う る. 2022 annual は, polymer porous support body と し て in vendor セ ル ロ ー ス ア セ テ ー ト precision ろ through membrane (CA, calculate aperture 0.2 microns) を い, CNF を キ ャ ス ト method に よ り, CNF が / CA composite membrane the membrane may で あ る こ と を Ming ら か と し た. さ ら に, 80 ℃ saturated steam 気 / smothering element に お い て variations change を to determine when 経 し た as a result, more than 8 h に わ た っ て water steam 気 transmittance 1.6 x 10-6 mol/(m2 · s · Pa), smothering element transmittance 3.3 x 10 to 9 mol/(m2 · s · Pa) を settle し て し, The さらに transmittance is superior to と 490と. Youdaoplaceholder2 water vapor selection 択 transmittance を shows た た. こ の こ と か ら, CNF membrane が long-term stability between し て water steam 気 を sentaku に through さ せ る こ と が may で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. さ ら に, supply moisture に す seaborne る water steam 気 お よ び smothering element の transmittance に つ い て も 検 for し, more than 80% の high humidity domain に お い て water steam 気 transmittance は 1.0 x 10-6 mol/(m2 · s · Pa) on the above の numerical を shown し た. One party で, low humidity の と と も に water steam 気 low transmittance は し, below 30% で は 2.0 x 10-7 mol/(m2 · s · Pa) degree を shown す こ と も Ming ら か と な っ た.

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Subnano-tuning of amorphous Silicon-based membranes for improved performance: Fabrication, characterization, and application to gas and liquid phase
非晶硅基膜的亚纳米调谐以提高性能:制造、表征以及在气相和液相中的应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hayashi Keita;Sugimura Haruna;Kamei Toshiyuki;Shimanouchi Toshinori;Nakamura Hidemi;Umakoshi Hiroshi;高橋拓海,松井康哲,加納雅也,本田清将,大垣拓也,太田英輔,池田浩;Toshinori Tsuru
  • 通讯作者:
    Toshinori Tsuru
アモルファス構造を有するシリコン系膜のサブナノ細孔制御と分離プロセスへの展開
非晶结构硅基膜的亚纳米孔控制及其在分离过程中的应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H. Toda;M. Yamaguchi;T. Tsuru;K. Shimizu;K. Hirayama;K. Ebihara;K. Matsuda;都留稔了
  • 通讯作者:
    都留稔了
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

都留 稔了其他文献

大気圧プラズマCVD法によるシリカ膜の作製
常压等离子体CVD法制备二氧化硅薄膜
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    長澤 寛規;山本 裕太;金指 正言;吉岡 朋久;都留 稔了
  • 通讯作者:
    都留 稔了
炭化水素ガスの反応性熱CVD法によるCarbon-SiO2膜の作製と気体透過特性
反应热CVD法制备碳-SiO2膜及其气体渗透性能
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    吉岡 朋久;林 明日香;金指 正言;都留 稔了
  • 通讯作者:
    都留 稔了
最先端の機能膜技術(分担執筆)
前沿功能膜技术(合著者)
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    N. Shibasaki-Kitakawa;et. al.;X-L Wang;N.Shibasaki-Kitakawa et al.;T.tsuru;T.Tsuru;都留 稔了;都留稔了;都留稔了
  • 通讯作者:
    都留稔了
A molecular simulation investigation of structural properties and transport performance of artificial water channel
人工水道结构特性和输运性能的分子模拟研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wu Hao-Chen;吉岡 朋久;都留 稔了;佐伯 大輔;松山 秀人
  • 通讯作者:
    松山 秀人
疎水性シリカ膜の作製と透過特性評価
疏水性二氧化硅膜的制备及渗透特性评价
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    長岡 嵩大;金指 正言;長澤 寛規;都留 稔了
  • 通讯作者:
    都留 稔了

都留 稔了的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('都留 稔了', 18)}}的其他基金

Process intensification for green NH3 via advanced membrane separation and catalysts
通过先进的膜分离和催化剂强化绿色 NH3 的工艺
  • 批准号:
    21H04630
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
高選択透過アモルファス分離膜のプラズマCVD製膜とフレキシブルセラミック膜の創製
等离子体CVD制备高选择性渗透非晶分离膜及柔性陶瓷膜的制作
  • 批准号:
    21656199
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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
  • 批准号:
    19360353
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
中温度域での完全水素分離を可能とする新規なセラミック膜の創製
创建新型陶瓷膜,可在中温范围内实现氢的完全分离
  • 批准号:
    18656227
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
新規な透過原理に基づく完全水素選択性セラミック膜の創製
基于新颖的渗透原理创建完全氢选择性陶瓷膜
  • 批准号:
    14655293
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
無機ナノフィルトレーション膜の開発と有機溶媒中の溶質分離への応用
无机纳滤膜的研制及其在有机溶剂溶质分离中的应用
  • 批准号:
    08650913
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
無機ナノフィルトレーション膜の開発と金属イオン分離濃縮への応用
无机纳滤膜的研制及其在金属离子分离浓缩中的应用
  • 批准号:
    07750842
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
層状に荷電構造を制御した逆浸透膜の開発
层状电荷结构控制反渗透膜的研制
  • 批准号:
    03750676
  • 财政年份:
    1991
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
バイポーラ逆浸透膜の開発
双极反渗透膜的研制
  • 批准号:
    02750659
  • 财政年份:
    1990
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
イオン選択透過性逆浸透膜の開発と性能評価
离子选择性反渗透膜的研制及性能评价
  • 批准号:
    01750858
  • 财政年份:
    1989
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

相似海外基金

水蒸気分離膜を用いた低温逆水性ガスシフト膜反応器
采用水蒸气分离膜的低温逆水煤气变换膜反应器
  • 批准号:
    24K17549
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
大気圧プラズマを用いた分離膜の細孔構造・親和性制御法の確立と多様な分離系への応用
利用常压等离子体控制分离膜的孔结构和亲和力的方法的建立及其在各种分离系统中的应用
  • 批准号:
    24KJ1728
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
CO2分離膜評価に向けた極微量オペランド計測装置の開発
CO2分离膜评价用超微量操作测量装置的开发
  • 批准号:
    23K13786
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
EAGER: Tunable Gas Separation Membrane Fabrication via Paramagnetically-induced Arrangement of 2D Nanomaterials
EAGER:通过顺磁诱导的二维纳米材料排列制造可调气体分离膜
  • 批准号:
    2327908
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Standard Grant
流体の密度分布を考慮した透過モデルに基づく透過速度解析と水蒸気分離膜の設計指針
基于渗透模型的渗透速率分析,考虑了流体密度分布和水蒸气分离膜的设计指南
  • 批准号:
    23K19185
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
Advanced separation membrane for sustainable lithium mining and recycling
用于可持续锂开采和回收的先进分离膜
  • 批准号:
    IE230100200
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Early Career Industry Fellowships
Development of synthetic approach for preparing gas separation membrane consisting of MOF/polyimide mixed-matrix membranes
MOF/聚酰亚胺混合基质膜气体分离膜合成方法的开发
  • 批准号:
    23K04897
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
自立する共有結合性有機構造体膜作製法の確立と二酸化炭素分離膜・還元触媒への応用
自支撑共价有机结构膜的制备方法的建立及其在二氧化碳分离膜和还原催化剂中的应用
  • 批准号:
    22KJ0122
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Development of alternative CFC separation or recovery technology using gas separation membrane
使用气体分离膜开发替代性 CFC 分离或回收技术
  • 批准号:
    21H03641
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
革新的スイッチ機能ガス分離膜の創製と新規分離機構の解明
创新开关功能气体分离膜的创建及新分离机理的阐明
  • 批准号:
    21K04698
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了