2/27 高分子膜のガス透過メカニズムと 高分子ＣＯ２分離膜の技術動向

山口大学 大学院創成科学研究科 教授　田中 一宏　氏

＜研究内容・専門＞
膜分離工学、ガス分離用高分子膜、ガス分離炭素膜

　分離膜を用いたガス分離法は低炭素社会の構築に必要な二酸化炭素の分離回収技術の一つとして期待されている。原理的に消費エネルギーが少ないためであるが、実用化には十分な性能を有する分離膜の存在が不可欠である。膜の素材は高分子と無機材料に大別できる。分離性能は無機膜の方が高いが、コストなどの理由から未だ普及はしていない。

　一方、高分子膜は特定の分野では利用が進んでいる。今後、高分子膜が多方面にも利用され、また、製造コスト低減による無機膜の利用も進むと考えられるが、大学等の講義で膜分離が扱われることはほとんどない。

　そこで本講座は、化学産業の技術者が膜ガス分離に対する理解を深めることを目的に、促進輸送膜も加えた高分子膜のガス透過分離メカニズムを解説し、最近の研究開発動向を概観する。

＜得られる知識・技術＞
・膜ガス分離の基礎と特徴
・高分子膜中の低分子の透過メカニズム
・溶解拡散機構と高分子物性との相関

＜プログラム＞
１．膜ガス分離の基礎
　1.1 膜ガス分離の概要と特徴
　1.2 透過係数とパーミアンス
　1.3 分離係数
　1.4 膜性能の評価法

２．高分子膜のガス透過メカニズム　
　2.1 高分子鎖の凝集体
　2.2 溶解拡散機構
　2.3 ガスの分子サイズと凝縮性
　2.4 ガス透過特性
　2.5 ゴム状態とガラス状態
　2.6 自由体積
　2.7 透過性を決める因子
　2.8 高分子膜の性能限界

３．膜モジュールと膜分離プロセス　
　3.1 膜の断面方向
　3.2 膜の種類と製膜法
　3.3 膜モジュールの種類
　3.4 膜モジュールの性能

４．高分子CO2分離膜の技術動向
　4.1 TR膜
　4.2 PIM膜
　4.3 MMM
　4.4 官能基の導入
　4.5 PEO膜
　4.6 促進輸送膜
　4.7 高分子膜の現状と課題

５．ミクロ多孔質無機膜との比較　
　5.1 炭素膜、シリカ膜、ゼオライト膜
　5.2 ガス透過特性の比較
　5.3 分離性能の比較

６．まとめ

　　□質疑応答□

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