2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of target-molecule-capture type adsorbents composite and its application to gas separation-concentration system
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26340077
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
松本 明彦 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90239088)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 吸着 / 活性炭 / ゼオライト / シロキサン / 硫化水素 / 二酸化炭素 / 消化ガス / 精製 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
消化ガス中のメタンの有効利用のため，二酸化炭素CO2，硫化水素H2S，シロキサンなどの不純物成分の除去が必要である。本研究は各不純物分子の除去に最適な吸着剤を開発して複合化した「標的分子補足型複合吸着剤」の開発を目指した。
CO2の吸着分離剤については，Na-，Ca-，Li-LSXの各ゼオライトの流通法吸着の測定からNa-LSXが吸着剤として最適であることを見出した。
硫化水素（H2S）の標的吸着剤については，化学活性が高い遷移金属酸化物を高分散担持した活性炭(AC-MO)を調製して流通法吸着によって調べた。その結果，AC-MOの破過時間はACよりも長くなった。AC-MOによっては吸着開始後一定時間までは完全にH2Sを吸着して破過するものを得ることができた。このAC-MOは吸着塔内の物質移動帯(MTZ)が短く，H2Sの吸着剤として優れていることが分かった。
シロキサン除去吸着剤の探索・開発を行った。吸着剤表面の親・疎水性と細孔径の影響を調べるため，ACは表面のシリル化，ゼオライトはH交換によりそれぞれ表面の親・疎水性制御して，流通法吸着特性を調べた。また，細孔径の影響を調べるため，活性炭素繊維ACFについても測定した。その結果，ゼオライトはイオン交換前後で顕著な吸着能の向上は認められなかった。一方，細孔径が大きいACとACFではシロキサンの吸着量が増加し，破過時間，吸着量は細孔径の大きさに比例して増加した。また，表面がシリル化で疎水化処理したACは単位面積当たりの吸着量が増加した。以上の結果，ACは表面化学構造の制御によりシロキサンの吸着剤として有望であることが明らかになった。以上の知見から，これらの吸着剤を複合化した「標的分子補足型複合吸着剤」を開発した。
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