2002 Fiscal Year Annual Research Report
ゾルーゲル法により作製したナノ構造体のCO_2吸収材と分離膜、光電子倍増管への応用
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14350376
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
平井 伸治 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (10208796)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嶋影 和宜 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (70005346)
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| Keywords | ゾル-ゲル法 / 陽極酸化 / テンプレート / ナノチューブ / ナノ構造体 / CO_2吸収材 / 分離膜 / 光電子倍増管 |
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| Research Abstract |
これまでに、テンプレートとなるナノスケールで微細孔を有するアルミニウム陽極酸化皮膜の作製を行い、次のような成果を上げてきた。アルミニウム基板から剥離した多孔質酸化皮膜は無機分離膜として利用され、従来、定電圧電解を二回繰り返す"二段電解法"では3.5nm、定電圧電解後に電圧を段階的に下げる"電流回復法"では10nmの細孔径を有する陽極酸化分離膜が作製され、特に後者の方法で作製された20nmの分離膜は既に実用化されている。本研究では、スルホサリチル酸-硫酸混合浴の電解浴を用いて"電流回復法"により陽極酸化分離膜を作製し、この分離膜を用いた各種イオンの電気透析実験からCr_2O_7^<2->の大きさと同程度、あるいはHCOO^-とCH_3COO^-の中間の約0.4nmの細孔径を有することを明確にしてきた。次に、この分離膜の湿度に対する安定化と同時に細孔径の微調整を行うために真空加熱を施した。その結果、細孔径分布の加熱温度依存性から、800℃の加熱では窒素ガス吸着/脱着測定装置の測定限界以下の微細孔であったのに対し、1000〜1200℃の加熱では平均細孔径が4nmとなり、高温の1400℃の加熱では細孔が消滅する傾向が見られた。陽極酸化分離膜の熱重量分析曲線から1000℃において質量減少が見られたことと、XRDから1000℃ではγ-Al_2O_3単相、1200℃ではγ-Al_2O_3とα-Al_2O_3、1400℃ではα-Al_2O_3単相が得られたことから、1000〜1200℃では脱水と相変態に起因したセル組織の収縮により細孔径が拡大し、1400℃では部分的なセルの焼結と分離膜全体の収縮により細孔が縮小したものと推定した。続いて、1000℃で真空加熱した平均微細孔が4nmの分離膜にゾル-ゲル被覆を施したところ、細孔径のナノスケールにおける縮小と、細孔径分布幅の減少が確認された。
現在、真空加熱までのプロセスにより作製した平均微細孔が4nmの分離膜をテンプレートに用い、ゾルの細孔中への侵入を容易にするために電気泳動を併用したゾル-ゲル法により多孔質層の細孔壁表面に酸化物セラミックスを被覆している。
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[Publications] 渡辺恵司, 坂入正敏, 高橋英明, 平井伸治: "ゾル・ゲル法によりSiO_2を被覆したアルミニウムのアノード酸化"表面技術. 54・3. 235-240 (2003)
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[Publications] 佐藤仁則, 平井伸治, 嶋影和宜, 和田健二: "マグネシウム合金へのゾル-ゲル被覆とその耐食性評価"表面技術. 54・2. 131-136 (2003)
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[Publications] 平井伸治, 鈴木邦彦, 嶋影和宜, 西村聡之, 上村揚一郎, 三友 護: "CS_2ガス硫化反応によるγ-Pr_2S_3およびγ-Nd_2S_3粉末の合成と焼結"日本金属学会誌. 67・1. 15-21 (2003)
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[Publications] 佐藤仁則, 平井伸治, 嶋影和宜, 和田健二: "ゾル-ゲル法によるアルミニウム陽極酸化皮膜へのケイ素酸化物被覆とその評価"日本金属学会誌. 66・12. 1362-1368 (2002)
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[Publications] 嶋影和宜, 平井伸治, 玉置 祥: "希硫酸浸出/電解法によるホタテ貝中腸線廃棄物(通称ウロ)からのカドミウムの除去"資源処理技術. 49・3. 413-418 (2002)
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[Publications] 高橋 徹, 高野明富, 斎藤隆之, 長野伸泰, 平井伸治, 嶋影和宜: "共沈法を用いた廃蛍光体スラッジからの赤色蛍光体(Y_2O_3:Eu^<3+>)の合成"資源と素材. 118・5&6. 579-585 (2002)
