重イオンビームグラフト法で作製したカチオン・アニオン交換膜の輸送特性評価と海水電気透析への応用

Characterization of transport properties of cation and anion exchange membranes prepared by heavy-ion-track grafting and their application to seawater electrodialysis

澤田 真一*; 後藤 光暁*; 越川 博*; 喜多村 茜; 比嘉 充*; 八巻 徹也*

Sawada, Shinichi*; Goto, Mitsuaki*; Koshikawa, Hiroshi*; Kitamura, Akane; Higa, Mitsuru*; Yamaki, Tetsuya*

本研究では、重イオンビームグラフト法でカチオン交換膜(CEM)とアニオン交換膜(AEM)を作製し、製塩のための海水濃縮電気透析に応用した。フッ素樹脂基材膜へのXeまたはKrイオン照射後、スチレンスルホン酸エチルエステルのグラフトと加水分解によってCEM、クロロメチルスチレンのグラフトと四級化によってAEMを得た。イオン交換容量を0.50.6mmol/g程度と低く調節したCEM・AEMは、市販膜よりも低い抵抗と高いイオン輸率を示した。これらの膜を電気透析セルに装着してモデル海水(0.5mol/Lの食塩水)の濃縮試験を実施した。その結果、濃縮海水の濃度は市販膜の場合を上回り最大で4.3mol/Lに達した。重イオンビームグラフトCEM・AEMの海水濃縮への優れた適用性が明らかとなった。

We prepared cation exchange membranes (CEMs) and anion exchange membranes (AEMs) by a heavy-ion-track grafting method, and then used them for seawater electrodialysis process. The concentration of the obtained seawater was higher than that in the case of the commercial CEM/AEM. This result demonstrates our CEMs and AEMs are suitable for this application.