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Cation and anion exchange membranes prepared by radiation-induced graft polymerization for application in electrodialysis

放射線グラフト重合による電気透析装置用カチオン及びアニオン交換膜の開発

Chen, J.; 浅野 雅春; 前川 康成

Chen, J.; Asano, Masaharu; Maekawa, Yasunari

電気透析では、イオン交換膜と電力を利用してイオン性物質を分離できるため、陽極及び陰極の間に、陰イオンのみを透過させる陰イオン交換膜と陽イオンのみを透過させる陽イオン交換膜を交互に配置し、原水を流すことで、イオン性物質が除去できる。電気透析の最も重要な構成部材であるイオン交換膜は、主として化学的な方法で作製されているが、特性などはほとんど明らかにされておらず、十分に実用的なものが得られているとは言い難い。そこで、我々は、高分子フィルムを基材として、放射線グラフト重合を利用することで、様々な陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜を作製し、電気透析用イオン交換膜としての必要性能を評価した。更に、セシウムイオン水溶液を模擬溶液及び電極液とする、模擬溶液を用いてセシウムイオン分離効果を評価した。その結果、作製したグラフト型イオン交換膜のイオン性物質の除去速度はイオン交換容量の増加とともに速くなる一方、イオン性物質の最大除去率はイオン交換容量の減少とともに増加することが分かった。

Cation and anion exchange membranes were prepared by radiation-induced graft polymerization of ethyl styrenesulfonate and chloromethyl styrene, respectively, onto poly(ethylene-$$alt$$-tetrafluoroethylene) (ETFE) films, followed by hydrolysis in the former case and quaternization in the latter case. The degree of grafting as well as the ion exchange capacity (IEC) and the conductivity of the prepared membranes were investigated. Furthermore, the cation and anion exchange membranes were tested in an electrodialysis cell using caesium ion aqueous solution in the dilute compartment. It was found that the high-IEC membranes enhanced the electrodialysis speed, while the low-IEC membranes showed the high percent removal.

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