2012年研究カタログ
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■ 研究担当:長谷川泰久 ■ コンパクト化学システム研究センター ナノポーラス材料チーム■ 連携担当:南條弘 高耐久性分離膜を利用した溶剤脱水とエステル製造研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●有機溶剤の水分を除去できます(溶剤のロスはほとんどありません) ●高温(~400℃)や酸性(~pH 2)等の条件下で使用できます ●バイオマスアルコールの濃縮、エステル製造等に利用できます 膜分離は、蒸留等の既存分離技術と比べてエネルギー消費の少ない分離技術です。しかし、そこで利用されてきた分離膜が、主に高分子膜であったため、高濃度な有機溶剤等では利用できませんでした。高濃度の有機溶剤から水だけを除去できる分離膜があれば、バイオマスアルコールの濃縮(溶剤の脱水・濃縮)、エステル製造の効率化(水が副生成する化学反応の効率化)等への利用が期待できます。そこで、無機素材で水分子と同程度の大きさ(約0.4ナノメートル)の孔をもつゼオライトに注目し、その薄膜化と分離技術への利用に関する研究を実施しています。 ゼオライトの孔の大きさは約0.4ナノメートルです。これは水分子(0.3ナノメートル)より大きく、エタノール(0.45ナノメートル)より小さいので、ゼオライトの孔には、水だけが入ることができます(分子ふるい効果)。つまり、ゼオライトを薄膜化すれば、水分子だけがゼオライトの孔を通過できるので、優れた分離機能を示す脱水膜として利用できます。例えば、エタノール溶液(水10%含有)から、水を選択的に除去(水濃度99.9%以上)することができるので、エタノールを効率よく濃縮できます(99.5%以上)。また、このときの省エネルギー効果は約90%です。● 薄膜の形成技術(ポリマー、無機素材)● 溶剤の水分除去、除湿に関する試験、技術● 特開2011-016123「ゼオライト膜、分離膜モジュール及びその製造方法」● 特許4820631「フィリップサイト型ゼオライト膜及びその製造方法」● 特開2007-313389「マーリノアイト型ゼオライト複合膜及びその製造方法」● 特許4759724「ゼオライト膜及びその製造方法」������������������������ゼオライト膜を利用した分離のイメージゼオライト膜の電子顕微鏡写真(左)表面、(右)断面● 研究拠点東北センター47環境・エネルギー分野第5会場E-32E-32

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