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J-GLOBAL ID：202002260868419354   整理番号：20A0919506

電気透析排水からMg²⁺およびCa²⁺を分離する新規ナノろ過膜の開発

Development of Novel Nanofiltration Membranes for Separating Mg²⁺ and Ca²⁺ from Effluent in Electrodialysis

著者 (2件)： 赤松憲樹 (工学院大 先進工) ,  新谷卓司 (神戸大 大学院科学技術イノベーション研究科)
資料名： ソルト・サイエンス研究財団助成研究報告集 1 理工学編  (Annual Research Report. Salt Science Research Foundation. Physical Science, Engineering)
巻： 2018  ページ： 1-7  発行年： 2020年03月 
JST資料番号： L7131A  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 本研究では,イオン交換膜法製塩プロセスにおける電気透析排水からマグネシウムやカルシウムを分離回収するための,新しいナノろ過膜の開発およびプロセス検討を行っている。プロジェクト2年目となる平成30年度は,初年度の検討結果を踏まえ,これまで開発してきた新規ナノろ過膜の性能をさらに高めるべく,(1)界面重合法とプラズマグラフト重合法を併用した新しい製膜手法の開発と,(2)膜の荷電密度を向上するための新たなワンステップ界面重合法の開発に取り組んだ。(1)は基材として精密ろ過膜を用い,ベースとなる分画の大きなナノろ過薄膜を作製後,荷電を有するポリマーを膜表面および細孔内部にグラフト固定することで,高い水透過性を維持しつつ荷電量と分画を同時に制御する狙いがある。(2)は,界面重合によるナノろ過膜作製時に荷電導入のための分子を同時に添加することで,これまで以上に高い水透過性を実現しながら,荷電量と分画を同時に制御する狙いがある。(1)では,ポリエチレン製精密ろ過膜にピペラジン(PIP)とトリメソイルクロライド(TMC)の界面重合法によりベースとなるナノろ過薄膜を作製し,その後,正荷電を有する2-メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドポリマー(MTMAポリマー)をプラズマグラフト重合で固定する手法を開発した。ナノろ過薄膜を作製せずMTMAポリマーを固定する手法で開発した膜と比べて,マグネシウムイオンやカルシウムイオンの阻止率が大幅に向上し,塩化ナトリウム過剰条件でも2価イオンとの分離が可能になったが,さらに分離性を向上させる必要がある。(2)では,ポリスルホン製限外ろ過膜を支持膜としてPIPとTMCの界面重合でナノろ過膜を作製する際に,Iminodiacetic acid(IDA)を添加し,高負荷電密度のナノろ過膜をワンステップで調製する手法を開発した。IDAを添加することで分画が少し大きくなり,さらに負荷電密度が高くなるため,2価イオンの透過性が向上した。さらに実排水を想定した塩化ナトリウム過剰条件で,マグネシウムイオンと硫酸イオンの分離も可能となり,本開発膜は次年度のプロセス検討に向けて有望な膜候補となった。(著者抄録)

シソーラス用語： *高分子分離膜 ,  *ナノ濾過 ,  マグネシウム化合物 ,  カルシウム化合物 ,  金属イオン ,  電気透析 ,  界面重合 ,  プラズマ重合 ,  *有用物質回収 ,  グラフト共重合体 ,  脂肪族アミン ,  脂肪族カルボン酸 ,  アミノカルボン酸 ,  第二アミン ,  窒素複素環化合物
準シソーラス用語： *ナノ濾過膜

分類 (2件)： 膜分離  (XD02120Z) ,  資源回収利用  (SC05060V)

物質索引 (4件)： イミノ二酢酸 ,  トリメソイルクロリド ,  トリメチル2-メタクリロイルオキシエチルアミニウム・クロリド ,  ピペラジン

引用文献 (4件)：

• 赤松, 新谷, ソルトサイエンス研究財団 平成29年度研究報告書 17A1 (2018)
• K. Akamatsu et al, Sep. Purif. Technol, 102, 157-162 (2013)
• K. Akamatsu et al, Sep. Purif. Technol., 204, 298-303 (2018)
• B. Van der Bruggen et al, Water Res., 38, 1347-1353 (2004)

タイトルに関連する用語 (4件)： 電気透析 ,  排水 ,  ナノろ過膜 ,  開発