JP7042532B1 - フィルタ膜のインピーダンス測定方法および装置 - Google Patents
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Description
支持層の上に分離機能層が担持されてなるフィルタ膜を電解液に浸漬して、分離機能層のインピーダンスを電気化学インピーダンス分光法によって測定するフィルタ膜のインピーダンス測定方法において、
支持層側の電解液として、分離機能層側の電解液に含まれるイオンの価数(イオン価)よりも大きい価数のイオンを含む電解液を用い、
フィルタ膜を透水状態にして分離機能層のインピーダンスを測定することを特徴とするものである。
支持層の上に分離機能層が担持されてなるフィルタ膜を電解液に浸漬して、分離機能層のインピーダンスを電気化学インピーダンス分光法によって測定するフィルタ膜のインピーダンス測定装置において、
分離機能層側の電解液に含まれるイオンの価数よりも大きい価数のイオンを含む電解液を支持層側に注入する電解液注入系を有することを特徴とするものである。
圧力容器1に、インピーダンスを測定する対象のRO膜6をセットした後、分離機能層6a側(1次側)および支持層6b側(2次側)の双方を共に電解液4、つまりKCl水溶液で満たす。圧力容器の内径は例えば20mmで、電極とRO膜の間隔は例えば8mmとする。
[手順2]
高圧送水ポンプ14を駆動させ、クロスフローろ過方式によって分離機能層6a側の電解液4を加圧してRO膜6を透水状態にする。ここで、上記加圧の圧力は例えば0.3~0.7MPa(メガ・パスカル)程度とし、透水速度は例えば200cm3/分程度とする。
以上の透水状態下で、EISによる分離機能層6aのインピーダンス測定を、例えば30分~2時間程度の一定間隔で行う。このEISによるインピーダンス測定に当たっては、インピーダンスメータ33から第1電極7および第2電極8を介して電解液4に100mVの交流電圧が印加される。本例においてこの交流電圧は、例えば周波数を4.0Hz~4.0MHzの範囲内で掃引してなされる。こうして交流印加がなされているとき、インピーダンスメータ33は第1電極7と第2電極8との間、つまりRO膜6の透水方向一方側と他方側との間のインピーダンスを測定する。このインピーダンス測定結果は解析部34に入力される。
上記スペクトルが安定したことを確認した後、ガス配管22のバルブ24を開き、高圧ガスボンベ21中の高圧ガスを電解液貯留槽23に送って加圧する。それにより、電解液貯留槽23に貯留されている電解液5、つまりMgCl2水溶液を電解液配管25から第2槽3に注入する。その際、バルブ26の開度を調整しておくことにより、この電解液5がゆっくり注入されるようにする。一例として第2槽3の容積は約2.5cm3であり、電解液5の注入量は15cm3程度とする。
[手順5]
第2槽3に電解液5が十分注入されたことを確認する。この確認は、例えば第2槽3の中に配した図示外のイオン濃度計をモニタすることによって行う。
[手順6]
電解液5が十分注入されたことを確認後、手順4と同様にEISによるインピーダンス測定を行う。交流電圧は、例えば周波数を4.0Hz~4.0MHzの範囲内で掃引して印加する。得られたインピーダンス測定結果は解析部34に入力される。
2 圧力容器の第1槽
3 圧力容器の第2槽
4 電解液
5 電解液
6 RO膜
6a RO膜の分離機能層
6b RO膜の支持層
7 第1電極
8 第2電極
12 原水配管
13 原水タンク
14 高圧送水ポンプ
15 透過水配管
16 原水還流配管
21 高圧ガスボンベ
22 ガス配管
23 電解液貯留槽
24、26 バルブ
25 電解液配管
31、32 接続線
33 インピーダンスメータ
34 解析部
35 表示部
Claims (4)
- 支持層の上に分離機能層が担持されてなるフィルタ膜を電解液に浸漬して、前記分離機能層のインピーダンスを電気化学インピーダンス分光法によって測定するフィルタ膜のインピーダンス測定方法において、
前記分離機能層側の電解液として、価数が1の単原子イオンを含む電解液を用い、
前記支持層側の電解液として、価数が2以上のイオンを含む電解液を用い、
前記フィルタ膜を透水状態にして前記分離機能層のインピーダンスを測定することを特徴とするフィルタ膜のインピーダンス測定方法。 - 前記フィルタ膜が逆浸透膜である請求項1に記載のフィルタ膜のインピーダンス測定方法。
- 前記分離機能層側の電解液に含まれるイオンが、前記価数が1の単原子イオンである請求項1または2に記載のフィルタ膜のインピーダンス測定方法。
- 支持層の上に分離機能層が担持されてなるフィルタ膜を電解液に浸漬して、前記分離機能層のインピーダンスを電気化学インピーダンス分光法によって測定するフィルタ膜のインピーダンス測定装置において、
前記フィルタ膜によって仕切られる容器であって、前記分離機能層側の電解液を貯留する第1槽、および前記支持層側の電解液を貯留する第2槽からなる容器と、
価数が1の単原子イオンを含む電解液を前記第1槽に圧送する電解液圧送系と、
価数が2以上のイオンを含む電解液を前記第2槽に注入する電解液注入系と、
を有することを特徴とするフィルタ膜のインピーダンス測定装置。
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田中 厚志 他: "KCl電解液を用いた誘電緩和現象測定による逆浸透膜中のイオン挙動解析", 日本化学会第99春季年会予稿集DVD, JPN6021038518, 1 March 2019 (2019-03-01), pages 1 - 028, ISSN: 0004653273 * |
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