課題番号 ：S-19-KU-0019
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：湿式プロセスにより作製される多孔質膜の構造制御
Program Title (English) ：Structure control of the porous film manufactured by wetting process
利用者名（日本語） ：藤井 孝成1), 上野 陸太郎1), 弘中 秀至2)
Username (English) ：K. Fujii1), R. Ueno1), S. Hironaka2)
所属名（日本語） ： 1) 九州大学 工学部 物質科学工学科 化学プロセス・生命工学コース
2) 九州大学大学院 工学研究院 化学工学部門
Affiliation (English) ： 1) Chem. Eng. Course, Dept. of Maeterial Sci. and Eng., Kyushu University
2) Dept. of Chem. Eng., Faculty of Engineering, Kyushu University

１．概要（Summary ）
多孔質膜の平均細孔径を窒素吸着法により測定するための技術相談を依頼した。
測定対象は, PTFE膜上作製されたカーボンブラックの多孔質膜 (以下, 本試料) で, これは固体高分子型燃料電池の触媒層を想定したものである．本試料は, カーボンブラック, ナフィオンおよびノルマルプロパノールからなるスラリーを PTFE 膜上に塗布・乾燥させることで作製した. 分析装置は,「触媒活性表面測定システム BELSORP-miniⅡ」を用いた.
Fig. 1 および Fig. 2 に, 本試料に対する N2 ガスの吸着等温線および BET プロットをそれぞれ示す。 Fig. 2 の BET プロットより得られた本試料の比表面積および平均細孔径は, それぞれ 1.7×104 m2/kg, 64 nm となった. Inoue et al. (G. Inoue et al., Hydrogen Energy, 41, 21352-21365, 2016) の断面 SEM 画像によると, 本試料で予測される平均細孔径は 102 nm ～ 100 μm 程度である (Fig. 3). 本検討

Fig. 1 Adsorption isotherm
for porous membrane of carbon black
で得られた平均細孔径が予測よりも 1 桁程度小さくなった理由は, 窒素吸着法で測定可能な細孔径が, 100 nm ～ 101 nm 程度の範囲に限られるためと考えられる. 以上の結果から, 窒素吸着法により得られる平均細孔径は本試料の平均細孔径よりも 1 オーダー程度小さくなると考えられるため, 現状, 本格的な装置の利用は保留している。

Fig. 2 BET plot
for porous membrane of carbon black

Fig. 3 Example of cross section of porous membrane