2019 Fiscal Year Annual Research Report
Evaluation of Hydrogen Isotope Separation Property of Zeolites with 8-Membered Ring
| Project/Area Number |
16K06935
|
|---|
| Research Institution | University of Toyama |
|---|
Principal Investigator |
田口 明 富山大学, 学術研究部理学系, 講師 (40401799)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | ゼオライト / 水素 / 吸着 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではこれまで，Na+，K+，Ca2+を対カチオンとするCHA型ゼオライトの合成と，N2吸着およびAr吸着法によるCHA型ゼオライトの細孔構造を評価した。K-CHA，Na-CHAでは明瞭な等温線が得られず，両者の細孔径が0.336nm（Ar分子径）よりも小さいことが明らかになった。さらに，H2，D2単成分ガスを用い，77，201，250Kにおける吸着等温線を測定した。その結果，Ca-CHAは77KにおいてもH2，D2吸着が認められるのに対し，K-CHA，Na-CHAではほとんど吸着されないことが明らかとなった。しかしながら，201，250Kでは，K-CHA，Na-CHAでもH2，D2吸着が認められた。したがって，K-CHA，Na-CHAでは201K以上でH2/D2分離が可能であることが示唆された。
これらの結果を踏まえ，H2-D2混合ガスを用いた吸脱着測定から，D2/H2分離係数の評価を行った。あらかじめ400℃で脱水処理を行った試料に，77，201，250KにおいてH2-D2混合ガスを10kPa導入し，30分間吸着後，77Kではそのまま，201，250Kでは試料を77Kに急冷すると同時に，未吸着の気相ガスをターボ分子ポンプで排気した。その後，試料を77Kから室温まで穏やかに昇温し，このとき脱着したH2，D2ガスを質量分析計で定量した。その結果，201KにおけるNa-CHA，Ca-CHA，K-CHA，および比較として用いたLTA(3A)，FAUの分離係数はそれぞれ，1.15，1.05，1.03，1.01，および0.99が得られ，Na-CHA型が最も高い分離係数を示した。これらの結果から水素同位体の分離に向けて，Na-CHA型が最も有望であると結論した。
|
