多孔質膜 / 非多孔質膜の気体透過・分離機構と研究開発の現状と展望

膜による気体分離は1980年の水素分離膜の実用化以来、非多孔質の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により、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した、ゾル–ゲル法やCVD法によるシリカ膜、水熱合成法によるゼオライト膜、高分子前駆体を熱処理した炭素膜などの多孔質無機膜の研究開発が活発化している。ここでは、非多孔質/多孔質膜による膜分離の原理と高分子膜と無機膜 (シリカ膜、炭素膜やゼオライト膜など) の研究開発の現状と展望について解説する。

1. 第1部
   1. 気体分離膜の歴史
   2. 非多孔質膜の気体透過・分離機構
      1. 高分子の化学構造と透過物性の相関と気体分離性能
      2. 溶解拡散機構
2. 拡散選択性と溶解度選択性
   1. Mixed-Matrix Membranes
   2. Thermally Rearranged (TR) Polymer
   3. 無機膜 (Pd膜,YSZ膜)
3. 第2部
   1. 多孔質膜の気体透過・分離機構
      1. クヌーセン拡散
      2. 表面拡散
      3. 毛管凝縮
      4. 分子ふるい
   2. 無機多孔質膜の製膜法、膜構造と気体分離性能
      1. シリカ膜
      2. 炭素膜
      3. ゼオライト膜
      4. MOF膜
   3. 膜モジュールとプロセス設計
   4. 分離系
      1. 水素分離
      2. 二酸化炭素分離
      3. 空気分離