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2014-14

ゼオライト水分離膜の構造解析


技術のポイント

微細結晶粒子層からなるゼオライト膜が、高い過飽和状態を経た後に形成した

基礎研究


背景
石油化学工業における最も重要な分離プロセスの一つとして、水/酢酸分離がある。ゼオライト膜による分離は、蒸留に代わる大幅な省エネルギー効果が期待される新しい分離技術であり、膜の開発が国家プロジェクトを経て、実用化の研究が進められている。

目的
優れた水/酢酸分離特性を有するゼオライト(MOR型)膜の微細構造を透過電子顕微鏡(TEM)を用いて解析し、特性発現の要因を解明するとともに膜の形成機構を解明する。

成果
種結晶を塗布した後、希薄溶液中でゼオライト膜を作製
⇒ 水以外が透過しない緻密な膜が合成された
微結晶が集積した非配向層が形成されていた
⇒ 膜厚の時間変化がS字曲線
⇒ 過飽和反応溶液からの急激な多核形成が原因と推定した


・手法:イオン研磨法による超薄片試料作製、Low-Dose法による透過電子顕微鏡観察
図1. a) ゼオライト膜の断面形状(TEM写真)
b) ゼオライト膜の厚さの計測(SEM写真)
図2. 合成時間とゼオライト膜の厚さの関係



期待される適応分野
水と化学薬品(アルコール、酢酸など)の混合物の脱水精製

謝辞 本研究の一部は、NEDOの「規則性ナノ多孔体精密分離膜部材基盤技術の開発」プロジェクトの一環として実施したものである。



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