2014 Fiscal Year Research-status Report
ボールミル法により金属複合した木質バイオマスの炭素化における生成物の特性
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25850119
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| Research Institution | Fukushima University |
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Principal Investigator |
浅田 隆志 福島大学, 共生システム理工学類, 准教授 (60434453)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ボールミル処理 / 炭素化 / 金属複合 / 木質バイオマス / ガス化特性 / 炭素化物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
二酸化チタンおよび鉄化合物を複合した木質バイオマスの炭素化におけるガス化効率および固体生成物表面特性への影響について検討した。
二酸化チタンおよび鉄化合物複合においてボールミル処理と金属複合がガス化効率および固体生成物表面特性に与える影響を検討するために，様々な製造条件でのボールミル処理により金属化合物を複合した木質バイオマスを炭素化し，影響を評価した。
二酸化チタンの複合炭素化において，今年度はガス化効率に与える影響を評価した。700℃炭素化時は，水素，一酸化炭素，二酸化炭素，メタンが検出されたが，二酸化チタンの複合による各ガス発生量への影響は認められなかった。また，1000℃炭素化時は，水素ガスにおいて二酸化チタンの複合によるガス発生量の増加が見られた。二酸化チタンの複合によりBET比表面積や全細孔容積が減少していたことからガス化効率の向上による水素ガス発生の増加ではないと考察されたが，詳細なメカニズムについては検討中である。
鉄の複合炭素化において，今年度は鉄複合炭素化物の表面特性を中心に評価した。Fe2O3の複合炭素化において，粉末X線回折の結果，固体生成物にはFe, Fe3O4, Fe2O3が検出され，炭素化時に発生した水素や一酸化炭素によりFe2O3が還元されたと考察された。また，複合された鉄量は17 wt%であった。鉄の複合により，固体生成物のBET比表面積と全細孔容積は低下していたが，鉄複合量を考慮すると，鉄化合物を除く炭素化物のBET比表面積および全細孔容積に大きな低下はないと推察された。また，鉄の複合により，メソ孔容積と平均細孔径が増大した。電子顕微鏡観察の結果から鉄化合物が表面を移動し，複数の細孔を貫通したような跡が観察された。また，表面が破壊されているところに多く鉄化合物が存在する傾向が観察された。
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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
本研究の目的は，ボールミル処理金属複合木質バイオマスの炭素化が，生成物に与える効果をガス化効率と炭素化物表面特性の両面から解明することである。当初の研究計画では，平成25年度に二酸化チタン，平成26年度にカルシウム化合物，平成27年度に鉄化合物の影響を検討することを予定していた。平成25年度の時点で，研究設備の使用状況から，実施順序を入れ替え，計画を変更した。平成26年度は，新しい計画に従い研究を実施し，二酸化チタンおよび鉄化合物について処理条件とガス化効率および固体生成物の表面特性との関係について多くの知見を得た。
最終年度の平成27年度にカルシウム化合物の影響を実施すれば，当初の計画とおり研究が完了する。全体として概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の目的であるボールミル処理金属複合木質バイオマスの炭素化が，生成物に与える効果の解明をガス化効率と炭素化物表面特性の両面から計画通り実施する。実施順序の変更はあったが，実施内容や項目等，研究全体としての変更はない。
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