2022 Fiscal Year Research-status Report
Development of novel porous materials for direct separation from crude oil
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22K04828
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
亀島 欣一 岡山大学, 環境生命科学学域, 教授 (50251616)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西本 俊介 岡山大学, 環境生命科学学域, 准教授 (90435826)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | ゼオライト多孔体 / 原油分離 / 分解触媒 / 模擬原油 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では申請者が見出したゼオライトマクロ多孔体の作製方法を基盤に，造孔剤を利用した直管孔型の多孔体を作製し，得られた多孔体を利用した原油分離技術を確立することを目的として研究を進めた。当該年度は，テフロン容器内に造孔剤となる棒状物を封じた条件でのゼオライトマクロ多孔体の作製方法を検討した。ゼオライトにはこれまで実績のあるZSM-5型を選択し，所定の条件でゲル溶液を調製した．このゲル溶液を用い，まずテフロン棒を用いたチューブ状多孔体を作製したところ，内封させたテフロン棒の太さと同程度の内径を保持した多孔体の作製に成功した。次に，テフロン棒の代わりに造孔剤となるカーボンロッドを内封させて多孔体の作製を検討した。中心に1本のロッドを保持した条件ではテフロン棒と同様の結果が得られた．それを踏まえて，現在は7本のロッドを均等に配置した条件での多孔体作製を進めている．
一方，テフロン棒で作製されたチューブ状多孔体について，ゼオライト壁の多孔性をキャラクタリゼーションした．結晶相はZSM-5しか観測されず，不純物として残留しやすい石英はほとんど観測されなかった．気孔率は60%であり，当グループのこれまでのゼオライトマクロ多孔体よりも高い値であった．このゼオライト壁を利用してエタノール水溶液からのエタノール分離能を評価した．その結果は，既存よりも低い分離性能であった．現在，ゼオライト壁部分の性能に関して，多孔体の作製と平行して検討を進めている．
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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
ゼオライトマクロ多孔体作製時に，造孔剤や造孔物などの異種物質がゲル溶液中に共存する条件で多孔体を形成できるかどうかが本研究の最初の大きな課題であったが，おおむね問題なくクリアできていることから，「おおむね順調に進展している」と判断した．今後は1mm前後の造孔剤においても同様に多孔体を形成できるかどうかが，実用的な分離技術に結実できるかどうかの鍵になると考えている．一方，ゼオライト壁の物性については，現状で模擬原油などに対してどのように作用するのかを見極めた上で，その制御を検討すれば十分に対応できると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
現在，複数のカーボンロッドを造孔剤に利用した多孔体作製に取り組んでいるが，この技術を確立して目的とする任意の孔径で任意の気孔率をもつ直管孔型の多孔体を作製する．これと平行して，ゼオライト壁の物性評価と模擬原油およびその関連物質に対する浸透性，親和性，あるいは吸着性を評価し，重質成分と軽質成分の分離可能な条件をまずはマクロ気孔をもたない多孔体（従前のマクロ多孔体）について検討する．これと同時並行で，ゼオライトをプロトン化し，その固体酸性，あるいはプロトン付与性が分離に及ぼす影響を明らかにする．今年度の早い段階で模擬原油の分離への目処を立てる予定である．
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| Causes of Carryover |
当該年度に合成用のテフロン容器をもう1つ購入する予定であったが，研究費の残金が不足したため次年度の購入に変更した．そのために次年度使用額が生じた．翌年分の物品費に組み込んで必要なテフロン容器を購入する計画である．
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