2022 Fiscal Year Annual Research Report
硫黄担持炭表面における貴金属還元析出機構の解明とリサイクル技術への活用
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20K12234
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
和嶋 隆昌 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00380808)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 硫黄担持炭 / バイオマス廃棄物 / リサイクル / 貴金属回収 / 還元析出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、バイオマスを硫化物イオン溶液に浸漬し熱分解することで得られる硫黄担持炭の貴金属回収材としての利用を指向し、硫黄担持炭表面における強酸性溶液中での特異的な貴金属吸着メカニズムを明らかにすることである。
試料として代表的な炭化物のバイオマス原料である竹粉末を用いて、硫黄溶液(Na2S)を1 mol/Lに調製した溶液に24時間浸漬した。浸漬後、濾過・乾燥し各条件における浸漬物を作成し、電気炉を用いて熱分解処理を行った。熱分解処理は窒素雰囲気下において800℃で1時間加熱し、加熱後、窒素雰囲気で室温まで冷却した後に回収した炭化物を水洗・乾燥することで硫黄担持炭を作成した。調製した硫黄担持炭や竹炭、市販の活性炭について、強酸性溶液中における金やパラジウムといった貴金属に対する吸着能を調べた。その結果、高比表面積・高硫黄含有量の硫黄担持炭が得られ、硫黄担持炭は活性炭と同等以上の高い吸着能を示した。また、吸着後の貴金属は、硫黄担持炭と活性炭の表面で金属粒子として還元析出しており、反応時間の増加による金属粒子の成長や、硫黄担持炭では活性炭と比較して小さな金属粒子として析出することが確認された。また、実際の貴金属含有廃液を模した模擬廃液からの貴金属回収実験を行い、高濃度の銅やアルミニウムの共存下において低濃度の貴金属を選択的に回収できた。さらに、金を還元担持した硫黄担持炭の添加による水の蒸発実験を行った結果、金を担持していない硫黄担持炭や活性炭と比べて高い蒸発率を示し、太陽光熱変換材としての利用可能性が示唆された。
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