2016 Fiscal Year Research-status Report
低温・低濃度二酸化炭素吸収用ナトリウムフェライト複合体の創製
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15K13753
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
柳瀬 郁夫 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10334153)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 二酸化炭素 / 層状構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルファ型ナトリウムフェライトとベータ型ナトリウムフェライトはどちらも層状構造を有するが、二酸化炭素吸収挙動を詳細に調査したところ、空気中の水蒸気がナトリウムフェライトの結晶表面に吸着し、その極微小な水層へのナトリウムイオンの溶解性の違いをもたらし、その結果として、空気中の低濃度二酸化炭素の吸収速度に影響を及ぼすことを見出した。さらに空気中の湿度の影響も受けることを見出した。このことは、吸着する水分量が二酸化炭素の吸収に顕著に影響することを示している。このような二酸化炭素の吸収挙動は、アルファ型とベータ型といった結晶構造で異なっていることを見出した。
そこで、ナトリウムフェライトよりも室温付近での二酸化炭素の吸収速度が高く、かつ二酸化炭素を選択的に吸収する能力を有する無機固体化合物を設計し、合成することを試みた。新たな層状化合物としてアルファ型ナトリウムマンガネートを合成し、二酸化炭素の吸収特性の調査を行ったところ、アルファ型やベータ型のナトリウムフェライトよりも高速で二酸化炭素を吸収することがわかった。さらに、アルファ型ナトリウムフェライトよりも結晶表面に溶出するナトリウムイオン量が多いことから、単位重量あたりの二酸化炭素の吸収容量が増大することがわかった。
以上のように、層状構造のナトリウムフェライト以外にも、層状構造をもつナトリウム含有の無機固体化合物であれば、結晶表面への水蒸気の吸着が強塩基性の微小な水分子膜を生成することで、空気中の低濃度二酸化炭素を効率よく吸収できることを見出した。本成果は、極微量の二酸化炭素を室温で除去するための新規アプローチとして重要な指針になると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
層状構造をもつナトリウム含有の無機固体化合物は、その結晶表面に水蒸気を吸着させ、強塩基性の微小な水分子膜が生成されることで、空気中の低濃度二酸化炭素を効率よく吸収できることを見出した。この成果は、ごく微量の二酸化炭素を室温で除去するための新規アプローチとして重要な指針になると考えられるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
層状化合物との複合体の作成と二酸化炭素吸収能の評価と改善を行い、実用に近づけるためのナトリウム含有層状化合物を機能性材料として改良する。まず、ナトリウムフェライトナノ粒子の二酸化炭素吸収能が多孔質体との複合化によって維持されるように複合体の材料構造の最適化をはかる。つぎに、作製した複合体の二酸化炭素吸収能を調査しながら、吸収能を向上させるために最適な微細構造を調査し、多孔質構造、及び担持方法を適宜改善する。また、複合体の二酸化炭素吸収・脱離の繰り返し性能の評価と改善を図る。
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| Causes of Carryover |
繰り越し金が生じたが、少額であり、概ね順調に使途計画を進めている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
最終年度の金額と合わせて、消耗品等の購入に充てる。
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