糖類を原料としたカーボン膜の作製とガス分離への応用
【研究キーワード】
分離膜 / 水熱合成 / ウェットプロセス / カーボン / 非対称膜 / ガス透過率 / ガス選択率 / 水熱処理 / 単糖類 / 炭素膜 / ガス分離
【研究成果の概要】
カーボン膜は、その耐化学的性質の高さから広い分野で利用可能な分離膜として注目されている。本研究は、カーボン膜を糖類水溶液の水熱処理法で作製した。様々な条件で作製した膜の微構造観察、元素分析、炭素原子間の結合状態を評価し、最適な糖の種類、溶液濃度、熱水時間と温度を決定した。最適条件で作製したカーボン膜のガス透過率測定で評価したところ、細孔径が約０．３ｎｍであり、水素ガスの精製に利用可能な分子ふるい膜として使用できることが示唆された。
【研究の社会的意義】
現在のカーボン膜は、ポリマー膜の炭化法や蒸着法など、限られた方法のみで作製されており、性能の向上とともに簡便な製造方法の開発が望まれている。本研究で構築した水熱処理法による作製方法は、これまでのカーボン膜の作製方法とは異なり、簡便に複雑形状の担体への成膜が可能な技術であることから、来る水素社会へ貢献が期待される技術である。また、水熱法の条件を詳細に検討できたことから、今後カーボン膜を作製する際の学術データベースとしての役割も期待される。
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)