気体分離膜の現状と応用展開

第1部 高分子膜と無機膜 (炭化膜やゼオライト膜など) による気体分離の最前線

(2015年1月13日 11:00〜14:50)

　膜による気体分離は1970 年代後半の水素分離膜の実用化以来、有機高分子膜が主に用いられてきたが、近年は高選択かつ高透過性の気体分離膜を得るための新しい膜材料の設計指針の探索が続けられ、オングストロームサイズの細孔による分子ふるい能を膜に導入するため、ゾル– ゲル法やCVD法によるシリカ、水熱合成法によるゼオライト、高分子前駆体を熱処理した分子ふるい炭素などの無機膜の研究開発も活発に検討されている。 　ここでは、膜による気体分離の原理と高分子膜と無機膜 (炭化膜およびゼオライト膜など) の研究開発の現状と展望について解説する。

前半

1. 気体分離の原理
2. 分離膜材料 (高分子膜と無機膜)
3. 膜モジュールとプロセス設計
4. 分離系 (水素分離、空気分離、二酸化炭素分離、脱湿・・・)
5. 高分子膜
   1. 分子構造と透過物性の相関と気体分離性能
   2. 溶解拡散機構
   3. Mixed-Matrix Membranes
   4. Thermally Rearranged (TR) Polymer
• 質疑応答

後半

1. 炭化膜
   1. TRポリマーから炭化膜へ
   2. 製膜法と膜構造
   3. 気体分離性能
   4. グラフェン膜などの研究開発動向
2. ゼオライト膜
   1. 製膜法と膜構造
   2. 気体分離性能
   3. ゼオライト膜の実用化と課題
3. 気体分離膜の化学反応プロセスへの応用
• 質疑応答

第2部 シリカ膜による気体分離とその応用

(2015年1月13日 15:00〜16:30)

　アモルファスシリカ膜は,ゾルゲル法あるいはCVD (化学気相蒸着法) で製膜されている。アモルファスシリカ膜は分離に有効な細孔径を任意に制御できるという特徴があり、細孔径3-4Åの水素分離、細孔径4-5Åの二酸化炭素や有機ガス分離、さらにはより細孔径の大きなアルコール水溶液からの脱水膜などにチューニング可能である。 　ここではシリカ膜の細孔径制御および耐水蒸気性向上について述べるとともに、サブナノレベルの細孔径決定法について解説する。さらに、シリカ膜を用いた各種の応用についても紹介したい。

1. はじめに
   1. シリカ膜の作製について
   2. シリカ膜のガス分離へ応用
2. シリカ膜の水熱安定性
   1. 金属ドープ法
   2. 疎水化法
3. 細孔径制御
   1. テンプレート法による細孔制御
   2. スペーサー法による細孔制御
4. 膜透過機構と細孔特性評価
   1. 多孔質膜の気体透過機構
   2. Normalized Knudsen-Permeance とModified Gas-Translationモデル
5. シリカ膜の応用
   1. 各種のガス分離への展開
   2. 膜型反応への展開
• 質疑応答