日本ゼオライト学会 刊行物 Publication of Japan Zeolite Association

ISSN: 0918–7774
一般社団法人日本ゼオライト学会 Japan Zeolite Association
〒162-0801 東京都新宿区山吹町358-5 アカデミーセンター Japan Zeolite Association Academy Center, 358-5 Yamabuki-cho, Shinju-ku, Tokyo 162-0801, Japan
Zeolite News Letters 22(2): 29-35 (2005)
doi:10.20731/zeoraito.22.2.29

解説解説

PFG-NMR法で探るPolycrystallineゼオライト膜での拡散メカニズムDiffusion in polycrystalline zeolite membranes investigated by 1H PFG NMR

東京大学大学院工学系研究科Department of Chemical System Engineering, The University of Tokyo ◇ 〒113-8656 東京都文京区本郷7-3-1

受理日:2005年2月25日Accepted: February 25, 2005
発行日:2005年6月10日Published: June 10, 2005
PDF

多数の結晶が膜化したゼオライト膜における拡散や吸着性は,ゼオライト単結晶のものと同じであろうか。それともゼオライト結晶個々の特性を反映しながらも,膜という集合体では物性は変わるのだろうか。我々はこれまでに単結晶のデータを用いて,Polycrystallineゼオライト膜の透過物性を理論的に解釈することを試みてきた。しかしながら,定性的には実験結果を再現できるものの,透過流束の絶対値はどう見積もっても理論値の方が実験値よりも一桁以上大きくなる。我々はこの相違の原因を,多結晶という微細構造の影響だと考え,パルス磁場勾配スピンエコー核磁気共鳴法を用いて,MFI型シリカライト膜におけるメタン拡散係数の直接測定を試みた。その結果,膜中での拡散性は単結晶のものよりもかなり減少することを見出した。本稿では,このようなPolycrystallineゼオライト膜における拡散性が単結晶のものと比較して減少するメカニズムを,微細構造と関連付けながら考察した結果を報告する。

The mass transport in membrane pore is of fundamental in zeolite membranes. There has been reported many studies on mass transport in zeolite single crystal, however, a few report has been reported on mass transport in zeolite membranes that shows a crystal aggregation structure. In order to design and analyze membrane performance, information on mass transport in zeolite membranes with consideration of intercrystal region is necessary. In this study we carried out 1H pulse gradient-field spin-echo (PFG) NMR and molecular simulation to study the diffusion phenomena in polymeric membranes. PFG NMR is used to reveal the relationship of diffusion coefficient and diffusion time. We also apply a Tanner's restricted diffusion model to evaluate the structural parameters of intercrystal region. Measured diffusion coefficients show strong decay with increase in diffusion time. This means that diffusion coefficients decrease with increase in diffusion length, and suggests the existence of a diffusion barrier. This trend agrees with the MD results. Observed diffusion coefficients approach to certain values, and those values can be concluded diffusion coefficients of methane in silicalite membrane. Those are by a factor of four smaller than the diffusion coefficient in single crystal. Fitting by Tanner's equation gives 5 µm for the distance between diffusion barriers. This value corresponds with the size of crystal unit consists of the membrane revealed by scanning electronic microscopy.

Key words: diffusion coefficient; 1H pulse gradient-field spin-echo (PPG) NMR; silicalite membrane

This page was created on 2017-06-05T16:09:45.927+09:00
This page was last modified on


このサイトは(株)国際文献社によって運用されています。