• 1:
  • もろ禿HINE! ★@\(^o^)/
  • 2016/04/10(日)
  • 12:11:27
  • ID:CAP_USER.net (1/1回)

共同発表:高度な脱塩機能を発現するナノ構造制御カーボンの水分離膜をドライプロセスで合成することに成功〜窒素ドープ(添加)によって分離機能が向上〜
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20160408-3/index.html


ポイント
新規な膜形成手法(ドライプロセス)によって、従来のDiamond−Like Carbon(DLC)膜より柔らかい炭素ベースの水分離膜を新たに開発し、最大96%という高い脱塩性能を達成。添加する窒素の量を調整することにより、脱塩性、透水性、耐塩素性を最適化できることを見出しました。
コンピューターのシミュレーションでもその有効性を確認しており、資源開発など厳しい条件下での水処理膜の実用化が期待できます。
本研究成果は、英科学誌Nature系の専門誌「NPG Asia Materials*」に掲載されます(2016年4月1日付で電子版が公開されました)。


ダイヤモンド構造と炭素構造がハイブリッド化したアモルファス(非晶質)のナノカーボン膜(Diamond−Like Carbon:DLC)は現在、ハードディスク表面や工具類、ペットボトルなどのコーティング材として広範な用途で用いられております。

今回、信州大学 COI拠点の研究グループでは、従来のDLC膜をベースに、ナノ構造を巧みにかつ最適に制御することで、高度な水処理に使用できるナノカーボン製の水分離膜を開発しました。

具体的には、スパッタ法注1)により、ターゲットの高純度カーボンにプラズマ化したアルゴン、窒素、メタンを衝突させることでカーボンなどの分子を弾き出し、多孔性高分子膜(ポリサルフォン/PSU)の基材上に付着・堆積させることで、厚さ20−30nmのナノカーボン膜を形成します。添加する窒素量の原子レベルでの制御により、脱塩性、透水性、耐塩素性を最適化でき、さらに窒素ドープ量を増やすことで最大96%という高いNaCl除去率を示すことを見出しました。

本成果は、石油や非在来型資源開発など厳しい条件下での水処理膜の応用展開が期待されます。

今回の開発したナノカーボン水分離膜は、多孔性高分子膜(PSU)の基材上に成膜されています(図1)。

すなわち、多孔性高分子膜の基材上に、犠牲層(ポリビニルピロリドン/PVP)をコーティングし、その上からスパッタ法にてナノカーボン分離膜を成膜し、その後コーティング層を溶かすプロセスにより調製しています。この方法で、多孔質高分子基材上にナノカーボン分離膜が均一に成膜できることは、SEM(走査型電子顕微鏡)およびAFM(原子間力顕微鏡)の画像で確認しました(図2)。得られたナノカーボン分離膜は、従来のDLC膜よりも柔らかく、透水性および脱塩特性を評価した結果、0.2%のNaCl水溶液から最大で96%という高いNaCl除去率を示すことが確認されました※1)(図3a)。また、殊に添加する窒素ドープ量を制御することにより、脱塩性、透水性、耐塩素性などの特性が最適となる条件を明らかにしました※2)(図3b)。

さらに、本拠点で導入したスーパーコンピューターを用いたシミュレーションで、アモルファスカーボン(a−C)の窒素ドープ量の違いによるナノ構造モデルを示しました※3)(図4)。本結果より、a−C中の窒素ドープ量を増やすこと事により、膜中の空隙が減少しており、これが脱塩性、透水性向上に関係していることが確認されました。

なお、本論文に関する特許は申請済みです。


(以下略)

  • 2:
  • 名無しのひみつ@\(^o^)/
  • 2016/04/10(日)
  • 12:22:30
  • ID:C3KruLbV.net (1/1回)

海水から真水・・・

  • 3:
  • 名無しのひみつ@\(^o^)/
  • 2016/04/10(日)
  • 12:22:35
  • ID:Pq8OH7DM.net (1/1回)

さっぱりわからん

  • 4:
  • 名無しのひみつ@\(^o^)/
  • 2016/04/10(日)
  • 13:00:54
  • ID:gr00qI+o.net (1/1回)

ドライプロセス押しみたいだから
ウェットプロセスよりも安く作れるんじゃないかと妄想

  • 5:
  • 名無しのひみつ@\(^o^)/
  • 2016/04/10(日)
  • 13:21:25
  • ID:jUGJpSVo.net (1/1回)

これは凄い。

  • 6:
  • 名無しのひみつ@\(^o^)/
  • 2016/04/11(月)
  • 02:10:02
  • ID:EruivjR3.net (1/1回)

福島・・・

  • 7:
  • 名無しのひみつ@\(^o^)/
  • 2016/04/21(木)
  • 22:32:52
  • ID:mpVM1XEO.net (1/1回)

脱糞作用に見えた

  • 8:
  • 名無しのひみつ@\(^o^)/
  • 2016/04/26(火)
  • 04:51:03
  • ID:BexkahkU.net (1/1回)

溶けるシートの上にdlcコーティングぽいことやってシート作ったよ
塩濾せるよ

てこと?

  • 9:
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  • 09:00:00
  • (1/1回)

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