無機ナノフィルトレーション膜の開発と金属イオン分離濃縮への応用

无机纳滤膜的研制及其在金属离子分离浓缩中的应用

基本信息

批准号：
07750842
负责人：
都留稔了
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750842/
关键词：
ナノフィルトレーション膜分離セラミックイオン

项目摘要

ナノフィルトレーション(NF)膜は,従来の逆浸透と限外濾過膜の中間の分画分子量(200〜2000)を有し,細孔径1nm程度の多孔性膜であると考えられている。ナノフィルトレーション膜のもう一つの特徴は,膜表面荷電による分離性が発現することである。すなわち,膜に荷電を持つNF膜は,イオンと膜との静電気的相互作用により,イオンを価数に応じて分離することができる。本研究では,耐熱性・耐薬品性に優れる無機材料によるナノフィルトレーション膜の開発を研究目的とする。テトラエトキシシラン,および,ジルコニウムテトラ-n-ブトキシドを原料アルコキシドとして用い,複合酸化物ゾルを調製し,多孔質アルミ管上にコーティングすることで多孔性シリカ-ジルコニア膜を作製した。湿り空気の透過による細孔測定法によって,作製した膜の細孔径は1nm程度以下であることが推定された。流動電位法により作製した膜のゼータ電位の測定を行い,シリカ-ジルコニア膜の等電点がpH3〜4であることを明らかにした。作製したシリカ-ジルコニア膜が負のゼータ電位を有すると考えれらるpH5で電解質単成分の透過実験を行い,2価アニオンを含む溶質である硫酸ナトリウムの阻止率は1価アニオン溶質である塩化ナトリウムよりも高いことを明らかにした。また,2価カチオンを含む硝酸ニッケルの阻止率は,1価カチオンの塩化ナトリウム阻止率よりも小さいことを明らかにした。電解質阻止率は,供給液濃度の上昇とともに低下し,操作圧力の増大とともに上昇した。硫酸ナトリウムの阻止率は,操作圧10bar,供給液濃度1〜10molm^<-3>で98%の阻止率を示し,市販の負荷電ナノフィルトレーション膜とほぼ同程度の阻止性を示した。一方,酸溶液としてHClの透過実験を行った結果,pH1〜3の範囲で阻止率はほぼゼロであり,酸溶液の高透過性が示された。

Nanyphildration（NF）膜的多孔膜约为1 nm的杆直径约为1 nm，在常规反向渗透和下滤光片膜之间，零件 - 孔形成分子量（200至2000）。 Nanyphatration膜的另一个特征是表达膜表面电荷引起的分离。也就是说，可以根据离子和膜之间的静态相互作用将带有充电的NF膜与离子分离。在这项研究中，使用极好的热和耐化学性的无机材料的纳米形式膜的开发是研究的目的。通过使用四氧化氧化氧化物和四氧化二氧化二氧化物和Dilconium Tetra-n-butxide制备多孔二氧化硅胶片，并制备复合氧化物溶胶并将其涂在多孔铝管上。据估计，产生的膜的杆直径小于湿空气传输孔的孔。测量了流体电位方法产生的膜的Zeta电位，并发现相当于二氧化硅围膜的等效物为pH 3至4。电解性单材料的透明实验是在PH5中进行的，该实验被认为具有负ZETA电位，含双阴离子的硫酸钠的溶液是单腹阴离子的溶液。它还表明，包括双阳离子在内的镍镍的停止速率小于氯化钠的预防速率。随着供应液浓度的增加，电解预防率降低，并且随着操作压力的增加。硫酸钠的停止速率显示在10 bar，1至10 molm^<-3>的停止率为98％，供应压力为1-10molm^<-3>，几乎与市售的负载相同在纳米膜上。另一方面，由于HCl作为酸溶液的渗透性，在PH1至3范围内的停止速率几乎为零，表明酸溶液的渗透率很高。