2018 Fiscal Year Annual Research Report
Preparation of transparent activated carbon fibers for carbon dioxide recycling
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16K05909
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
服部 義之 信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (20456495)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 炭素繊維 / 吸着剤 / 光触媒 / フッ素化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、サブナノからサブミクロン孔径を階層的に持つ活性炭素繊維（Activated Carbon Fiber; ACF）に二酸化炭素と水素を濃縮し、ACFの細孔中に担持した光触媒によりメタンへと変換、さらに水の共存下においてハイドレート化貯蔵する３つの機能を集積化したACFの創製を目的としている。本年度、以下の項目に関して研究を行った。①ガス吸着能を有する多孔性カーボン材料の作製、②多孔性カーボン材料のフッ素化とガス吸着特性の評価、③光触媒担持カーボンの光触媒能評価。
本年度の主な実績は、以下のとおりである。①セルロースを前駆体として高比表面積を有するACFの作製を行った。前駆体としてセルロースナノファイバーを用いることで、比表面積が2000 m2/gを超える高比表面積活性炭を作製することが可能となった。水素および二酸化炭素の吸着に最適な細孔構造を探索するため、作製した活性炭の細孔構造に関して詳細に解析した。その成果を国際会議および国際誌で発表した。②フッ素化ACFを種々の反応条件で調製し、窒素吸脱着等温線の解析から細孔構造の詳細と吸着特性を評価した。また水素および重水素吸着能の詳細な解析を行い、その結果を国際会議で発表した。さらに、フッ素化単層カーボンナノチューブの不可逆的な二酸化炭素吸着現象に関して、国際誌に発表した。さらにグラフェン様構造を有する材料の吸着材としてのポテンシャルを調査するため、多孔性フッ化グラフェンの作製、構造および物性に関する詳細なキャラクタリゼーションを行い、その成果を学会にて発表した。③平均直径5-9 nmのニッケルNiナノ粒子光触媒を担持したカーボン材料複合体を作製した。またその複合体を用いて、二酸化炭素と水素の混合ガスからメタンへの光化学変換を行い、高効率でメタンへの変換が可能であることを明らかにし、その成果を学会にて発表した。
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