2015 Fiscal Year Annual Research Report
有機スラリーのゲル化を利用した多孔質微粒子の高強度成形法と構造制御法の開発
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26630389
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田門 肇 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30111933)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ゾル-ゲル法 / 微粒子成形 / 一方向凍結 / テンプレート合成 / 構造制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では， 吸着材，触媒担体として優れた機能をもつ多孔質微粒子の高強度マクロポーラス成形体を開発することを目的とする。具体的には，微粒子を含有するゲルの一方向凍結，凍結乾燥によってマイクロハニカム状に成形し，炭素化や焼成によって微粒子成形体を作製する手法を確立する。平成27年度は，以下の研究成果が得られた。
フェノールとホルムアルデヒドから調製した原料ゾルに粉末状の多孔質微粒子を添加し，一方向凍結，凍結乾燥，炭素化によって微粒子の成形体を作製した。多孔質微粒子として粉末状活性炭，粉末状ゼオライト，粉末状カーボンナノホーンを用いた。作製過程において有機ゲルに一方向凍結を適用し，マイクロハニカム状カーボン（CMH）を作製した。CMHの強度の制御因子に検討を加えたところ，ゲルのエージング時間を長くすれば開発目標である圧縮強度2MPa以上を実現できることが分かった。活性炭やゼオライトの成形において，細孔特性が向上することが分かった。特に，活性炭の成形において，ゾル作製時に活性炭を含有させた場合，ミクロ孔容積が加成性を仮定して求めた推測値よりも大幅に増加する知見が得られた。
ゼラチンゲルをバインダーとして利用し, 焼成によってハニカム状アルミナセラミックスを作製し, 試料形状や強度に及ぼす作製条件の影響を詳細に検討した。その結果，作製条件を制御することで, 均一な細孔分布をもち，高強度のハニカム状アルミナセラミックスの作製に成功した。また, 作製試料の収縮率，強度および空隙率はハニカム開口径や壁の構造に依存することがわかった。さらに, アルミナ含有ゼラチンゾルに酸化白金粉末を添加することで, 特別な還元処理を必要とせずに, 白金担持ハニカム状アルミナセラミックスの作製に成功した.
以上のように，ゲルの一方向凍結を活用すれば，種々の微粒子を高強度成形できる興味深い知見が得られた。
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Research Products
(3 results)
