高分子膜を活用した気体分離技術の動向と分離膜の高機能化

高分子膜による気体分離は、他のガス分離技術よりも省エネルギー・低コストであるため実用化が求められている。混合ガスから高分子膜によって目的ガスだけを取出すことは現状では不可能である。 　しかし、特定のガスを濃縮することは可能であるため、限られた用途であれば実用化することができる。特定ガスを濃縮するには、そのガスを優先的に透過するような高分子設計をする必要がある。例えば、水素の分離にはガラス状ポリマーからなる緻密膜が有効であり、二酸化炭素の分離には二酸化炭素と相互作用する官能基をもつポリマーが有効である。また、効率よくガスと取出すためには薄膜化も重要である。 　本セミナーでは気体分離の方法・機構と分離膜素材となる高分子の設計指針、高分子膜の作製法を解説する。

1. 気体分離技術の現状
   1. 気体分離の需要
   2. 深冷分離法
   3. 吸着法・吸収法
   4. 膜分離法
2. 分離膜の種類と透過機構
   1. 多孔質膜とその透過機構
   2. 非多孔質膜とその透過機構
3. 分離膜と高分子の種類
   1. ゴム状高分子
   2. ガラス状高分子
4. 高分子構造と気体透過の関係
   1. 高分子鎖と気体の拡散
   2. 置換基と気体の拡散
   3. 官能基と気体の溶解度
5. 代表的な高分子膜
   1. ポリイミド
   2. ポリアセチレン
   3. PIM膜
   4. デンドリマー
   5. コンポジット膜
   6. その他
6. 高分子膜の作製
   1. 薄膜化
   2. 非対称膜
   3. 中空糸膜
7. 実用化への展望
   1. 無機材料と有機高分子材料の比較
   2. 耐圧・耐熱性
   3. 構造安定性
   4. 求められる分離能と現状の高分子膜の性能
• 質疑応答・名刺交換