機能性液膜を用いた糸での物質の逆輸送の研究

利用功能液膜在线物质逆向传输研究

基本信息

批准号：
63540346
负责人：
山内昭
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.オクタノールに抗生物質の一つであるモネンシンを少量添加して作った溶液をミリポア膜に含浸させるとその膜は液体イオン交換膜としての機能を持つことが知られている。この膜の両側にNaイオン濃度を同じに保ち、一方にNaOH、他方にNacl+HCLを置いた糸でNaイオンの一方向のイオン流束(逆輸送)を観測した。更にこのNaイオンの膜内での挙動を詳しく知るため、Naイオンの拡散係数を求めた。この拡散係数は膜と接して平衡にある外部電解質溶液の濃度に強い依存性を示した。この結果を物理化学的に説明するために膜-外部電解質溶液間にエネルギー障壁の存在を考え、イオン流束に関する新しい関係式を提出した。この式の妥当性は得られた実験結果により検証され、一方向のイオン流束は中和反応のエネルギーにより駆動される結果であるとの結論を得た。2.膜内の陽イオン及び陰イオン交換基を合わせ持つ両性イオン交換膜は通常のイオン交換膜とは異なった膜機能を持つ。この種の膜はその膜のみかけの電商密度が低いため、膜内にかなりの程度ドナン塩が浸透するという知見を得た。一方、膜電位より求められる膜内イオンの輸率は外部電解質溶液の濃度の増加と共に減少する。この輸率とドナン塩濃度間の関係を詳しく調べ、つぎの結論を得た:膜内には二種類のイオン状態、即ち、膜内イオン交換基と強く相互作用したところのイオンによる透過過程とドナン塩として存在しているイオンの透過過程がそれぞれ独立に存在し、その間に加成性が成立する。以上の結論に基づき、外部溶液が混合電解質からなる場合の膜電導度を予測したところ、実験結果と良い一致をみた。3.更に両性イオン交換膜-Cacl_2、Nacl混合電解質溶液系で膜内イオン分布を調べたところ、二価陽イオンであるCaイオンの交換基との強い相互作用が認められた。

1.众所周知，当微孔膜用在辛醇中添加少量抗生素莫能菌素制成的溶液浸渍时，该膜起到液体离子交换膜的作用。该膜两侧的Na离子浓度保持相同，并使用一侧为NaOH、另一侧为Nacl+HCL的线观察Na离子的单向离子通量（反向传输）。此外，为了更多地了解膜内钠离子的行为，我们确定了钠离子的扩散系数。该扩散系数显示出对与膜接触的处于平衡状态的外部电解质溶液的浓度的强烈依赖性。为了从物理和化学角度解释这一结果，我们考虑了膜与外部电解质溶液之间存在能量势垒，并提出了一个新的离子通量关系表达式。实验结果验证了该方程的有效性，得出单向离子流是由中和反应能量驱动的。 2、两性离子交换膜，膜内同时具有阳离子和阴离子交换基团，具有与普通离子交换膜不同的膜功能。研究发现，此类膜的表观电商密度较低，因此唐南盐相当程度地渗透到膜中。另一方面，由膜电位确定的膜内离子的传输数量随着外部电解质溶液浓度的增加而减少。我们详细研究了转移数与唐南盐浓度之间的关系，得出以下结论：膜内存在两种类型的离子状态，即由与膜中离子交换基团强烈相互作用的离子引起的渗透过程。膜和以唐南盐形式存在的离子的渗透过程独立存在，并且它们之间建立加和性。基于上述结论，我们预测了外部溶液由混合电解质组成时的膜电导率，结果与实验结果吻合良好。 3. 此外，当我们研究两性离子交换膜-Cacl_2和Nacl的混合电解质溶液体系中膜内的离子分布时，我们发现二价阳离子Ca离子与交换基团有很强的相互作用。