吸着規制CVDによる多孔質炭素表面の細孔径制御と官能基導入

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450019
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 持田 勲 九州大学, 機能物質科学研究所, 教授 (20037758)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂西 欣也 九州大学, 機能物質科学研究所, 助手 (60183365) ; 光来 要三 九州大学, 機能物質科学研究所, 助教授 (50122693)
• Keywords: 活性炭 / 吸着 / CVD / 賦活 / 活性化 / 炭素 / ベンゼン / 表面官能基

Research Abstract

エネルギーのクリーン化が要請されるに従って今後天然ガスの高度高効率利用が進むと予想されています。天然ガスは、産地によりCO_2、H_2Oを多量に含むためCH_4の高効率なガス分離法である圧力スイング法の吸着材の一つとして、分子篩炭素(MSC)が用いられている。このMSCの製造法に関して、多くの論文、特許が報告されているにもかかわらず、細孔規制法に論理的必然性がなく、得られた細孔径あるいは調整法が経験的であり、再現性も低い。
本研究では、活性炭素繊維、高表面積活性炭といった特徴的な形状、性状を持つ多孔質炭素の細孔径ならびに表面官能基を制御することによって高速の吸着能あるいは高容量の新規高性能分子篩の製造を試みた。
本年度は、市販分子篩炭の熱処理による細孔径の制御、活性炭素繊維の細孔径ならびに細孔壁面のCVD(Chemical Vapor Deposition)による制御を試み、CO_2、CH_4の吸着を中心に選択吸着材としての機能向上および細孔径制御機構を究明した。またACFの細孔径をCVDによって制御する試剤として、ベンゼン、シクロヘキサンを選択し、析出炭素の特性を析出場所、析出温度に着目して詳細に解析し、細孔径制御機構について検討を行った。

Research Products

• [Publications] I.Mochida: "Kinetic Study on Reduction of NO of Low Concentration in Air with NH 3 at Room Temperature over Pitch-Based Active Carbon Fibers of Moderate Surface Area" Langmuir. Vol.13,No.20. 5316-5321 (1997)
• [Publications] I.Mochida: "Kinetic study of the continuous removal of SOx on polyacrylonitrile-based activated carbon fibres 1.Catalytic activity of PAN-ACF heat-treated at 800℃" Fuel. Vol.76,No.6. 533-536 (1997)
• [Publications] I.Mochida: "High catalytic activity of pitch-based activated carbon fibres of moderate surface area for oxidation of NO to NO2 at room temperature" Fuel. Vol.76,No.6. 543-548 (1997)
• [Publications] Y.Kawabuchi: "Chemical Vapor Deposition of Heterocyclic Compounds over Active Carbon Fiber To Control Its Porosity and Surface Function" Langmuir. Vol.13,No.8. 2314-2317 (1997)
• [Publications] I.Mochida: "Remarkable Catalytic Activity of Calcined Pitch Based Activated Carbon Fiber for Oxidative Removal of SO2 as Aqueous H2SO4" ENERGY & FUELS. Vol.11,No.2. 272-276 (1997)
• [Publications] I.Mochida: "Initial Period of NO-NH3 Reaction over a Heat-Treated Pitch-Based Active Carbon Fiber" ENERGY & FUELS. Vol.11,No.2. 307-310 (1997)