放射線グラフト重合による電気透析用高分子イオン交換膜の開発

Development of polymeric ion exchange membranes by radiation-induced graft polymerization for application in electrodialysis

Chen, J.; 浅野 雅春; 前川 康成

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

電気透析は、イオン交換膜と電力を利用してイオン性物質を分離するシステムである。我々は、高分子フィルムを基材として、スチレン誘導体であるスチレンスルホン酸エチルエステル(ETSS)およびクロロメチルスチレン(CMS)を放射線グラフト重合することにより陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を作製した。得られたイオン交換膜の電気透析用膜としての性能(イオン交換容量、イオン伝導性、含水性など)を評価した。セシウムイオン水溶液を放射線汚染水の模擬溶液として、セシウムイオンの分離性能を検討した結果、作製したグラフト型イオン交換膜は、従来のイオン交換膜以上のセシウム分離性能を有することが分かった。

Electrodialysis is an electrochemical process mainly used for the isolation and concentration of ionic species from aqueous solution. In this study, we develop radiation grafting polymeric ion exchange membranes for application in electrodialysis to remove metal ions in water. Two monomers of styrene derivatives, ethyl styrenesulfonate (ETSS) and chloromethyl styrene (CMS), were grafted onto poly(ethylene-co-tetrafluoroethylene) (ETFE) films by the radiation induced graft polymerization. The ETSS- and CMS-grafted films were easily converted into cation and anion exchange membranes, respectively. The resultant membranes showed similar range of ion exchange capacity (IEC), but the conductivity of the cation exchange membranes was higher than that of the anion exchange membranes with the same IEC level. Furthermore, the membranes with high IEC got the high electrodialysis speed, while those with low IEC had the high removal percent.