気体透過による炭素膜の微細構造評価と新規分離能の発現

通过气体渗透评估碳膜的微观结构并开发新的分离能力

• 批准号: 10137238
• 负责人: 草壁 克己
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10137238/
• 关键词: 炭素; カーボンアロイ; 炭化; 無機膜; 多環多核芳香族; 金属担持; 分離性

ゾルゲル法では有機化合物をテンプレートとしてシリカゾルに混合した場合、焼成中の有機化合物の分解によってミクロ孔が形成される。しかしながら、テンプレートのサイズと細孔径との関係については明らかでない。そこで、本研究ではテトラエトキシシラン(TEOS)とアルキルトリエトキシシラン(ATES)を用いたゾルゲル法によりシリカ膜を作製した。テンプレートの効果を明らかにするためにオクチル-(C8TES)、ドデシル-(C12TES)、およびオクタデシルトリエトキシシラン(C18TES)を使用した。シリカの細孔構造は窒素及びアルゴンの吸着法により評価した。γ-アルミナ被覆α-アルミナ支持管上にシリカゾルをディップし乾燥させた乾燥ゲル膜と、これを200℃および600℃で焼成した膜を用い透過速度を測定した。C8TES、C12TESおよびC18TESを含むゾルを用いて作製したシリカ膜の細孔構造について検討した結果、C8TESおよびC12TESを用いた場合には、最適条件を選ぶことによってメソ孔のない状態でミクロ孔構造を発達させることができた。同様の条件で多孔質γ-アルミナ被覆α-アルミナ管上に欠陥のないシリカ膜を作製できた。メソ孔は主にゲル化の段階で形成され、ミクロ孔は焼成の段階で、テンプレートの役割を果たすアルキル基が分解されると共に形成された。こうして形成されたミクロ孔のサイズはアルキル基の最小サイズに依存した。今後、分子径の大きな有機化合物分離に応用するためには、膜原料として親水性で、かさばった構造の官能基で置換されたシランのアルコキシドを使用することが有効であることがわかった。

The organic compounds are decomposed and pores are formed in the process of burning when they are mixed. The relationship between pore diameter and pore size is not clear. In this study, the film was produced by the method of TEOS and ATES. In the case of a case, the term "C8TES","C12TES","C18TES" and "C18TES" are used. The fine pore structure of the film was evaluated by adsorption method.γ-ray coating α-ray coating C8TES, C12TES and C18TES are used in the preparation of fine pore structure of thin film. The results of the investigation show that C8TES and C12TES are used in the case of optimum conditions. Under the same conditions, the porous γ-ray coating α-ray tube was prepared. The formation of the main body of the hole, the formation of the main body of the hole This is the first time I've ever seen a woman. In the future, the separation of organic compounds with large molecular diameters can be used as a raw material for membranes with hydrophilic and structural functional groups.

项目成果

K.Kusakabe et al.,: "Gas Permeation and Micropore Structure of Carbon Molecular Sieving Membranes Modified by Oxidation" Journal of Membrane Science. 149・1. 59-67 (1998)

K. Kusakabe 等，“氧化改性碳分子筛膜的气体渗透和微孔结构”，膜科学杂志 149・1（1998 年）。

K.Kusakabe et al.,: "Carbon Molecular Sieving Membranes Derived from Condensed Polynuclear Aromatic (COPNA) Resins for Gas Separations" Ind. Eng. Chem. Res.37・11. 4262-4266 (1998)

K. Kusakabe 等人，“用于气体分离的稠合多核芳族 (COPNA) 树脂的碳分子筛分膜”Ind. Eng. 4262-4266 (1998)。