Exploration of radiation-induced catalyst and study of its reaction mechanism in heterogeneous systems

• Project/Area Number: 17360461
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Nuclear engineering
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: YAMADA Reiji Japan Atomic Energy Agency, 原子力基礎工学研究部門, 研究主幹 (90370486)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): NAGAISHI Ryuji 日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究部門, 研究主幹 (00354895) ; KITATSUJI Yosihiro 日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究部門, 研究副主幹 (30354898) ; HATANO Yosihiko 日本原子力研究開発機構, 先端基礎センター, センター長 (90016121)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): KUMAGAI Yuta 日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究部門, 研究員
• Project Period (FY): 2005 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥15,840,000 (Direct Cost: ¥15,000,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2008: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2007: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2006: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥5,200,000); Fiscal Year 2005: ¥7,000,000 (Direct Cost: ¥7,000,000)
• Keywords: 放射線誘起還元反応 / 放射線誘起水素生成反応 / 放射線分解 / 酸化物 / 非均質系 / 2次電子 / 表面反応 / 放射線誘起反応 / 放射線触媒還元反応 / 6価クロム / 還元反応 / 水素生成 / 放射線触媒

Research Abstract

酸化物や金属を添加した水溶液に放射線を照射することで誘起される化学反応に関する実験研究を行い、光触媒反応が困難な広いバンドギャップ(5-10eV)をもつアルミナ、ジルコニア等の酸化物を硫酸水溶液に添加し、0.4モル付近の最適濃度で、高い水素生成反応収率や金属イオンの還元収率を実現することができた。放射線触媒反応機構に関して、酸化物添加と金属添加での水素生成反応の差異や表面反応等に関する知見を得た。

Research Products

• [Journal Article] Hydrogen production in the γ-radiolysis of aqueous sulfuric acid solutions containing Al2O3, SiO2, TiO2 or ZrO2 fine particles (2008)
  • Author(s): R. Yamada, R. Nagaishi, Y. Hatano, Z. Yoshida
  • Journal Title: International Journal of Hydrogen Energy 33 Pages: 929-936
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydrogen production in the g-radiolysis of aqueous sulfuric acid solutions containing Al_2O_3,SiO_2,TiO_2 or ZrO_2 fine particles (2008)
  • Author(s): R. Yamada, R. Nagaishi, Y. Hatano, Z. Yoshida
  • Journal Title: International Journal of Hydrogen Energy 33 Pages: 929-936
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydrogen production and morphological change of Chrysotile Asbestos in the radiolysis of aqueous solution (2007)
  • Author(s): N. Aoyagi, R. Nagaishi, F. Esaka, R. Yamada
  • Journal Title: Chemical Letters 890-891 Pages: 890-891
  • NAID: 10019745447
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydrogen production and morphological change of Chrysotile Asbestosin the radiolysis of aqueous solutions (2007)
  • Author(s): N. Aoyagi, R. Nagaishi, F. Esaka, R. Yamada
  • Journal Title: Chemical Letters 36 Pages: 890-891
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Radiation-induced catalytic reduction of Chromium in aqueous solution containing TiO2, Al2O3 of SiO2 fine particles (2006)
  • Author(s): R. Nagaishi, Z. Yoshida, R. Yamada, Y. Hatano
  • Journal Title: Radiation Physics and Chemistry 75 Pages: 1051-1054
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Radiation-induced Catalytic Reduction of Chromium(VI) in Aqueous Solution containing TiO2, Al2O3 or SiO2 Fine Particles (2006)
  • Author(s): Ryuji Nagaishi, Zenko Yoshida, Reiji Yamada, Yoshihiko Hatano
  • Journal Title: Radiation Physics and Chemistry 75 Pages: 1051-1054
• [Journal Article] Radiation-induced catalytic reduction of Chromium in aqueous solution containing TiO_2, Al_2O_3 of SiO_2 f fine particles (2006)
  • Author(s): R.Nagaishi, R.Yamada, Y.Hatano
  • Journal Title: Radiation Physics and Chemistry (in press)
• [Journal Article] 放射線による6価クロムの無毒化-放射線を利用した有害金属の処理を目指して (2006)
  • Author(s): 永石 隆二
  • Journal Title: 放射線と産業 109巻 Pages: 41-46
• [Journal Article] 6価クロムを無害化してリサイクル可能に-放射線による固体材料の新たな機能の発現と利用 (2005)
  • Author(s): 永石 隆二
  • Journal Title: 未来材料 5巻12号 Pages: 44-49
• [Presentation] 酸化物添加硫酸水溶液でのガンマ線照射による水素ガス生成 (2008)
  • Author(s): 山田禮司、永石隆二、熊谷友多
  • Organizer: 放射線化学討論会
  • Place of Presentation: 産総研(つくば)
• [Presentation] Coexistence of Colloidal Silica on the Radiation Induced Reactions in Potassium Dichromatic Solutions (2007)
  • Author(s): Y. Kumagai, R. Nagaishi, R. Yamada
  • Organizer: 7th Int. Symp. on Advanced Science Research
  • Place of Presentation: 原科研(東海)
• [Presentation] Radiation-induced Reduction of Metal ions in aqueous solution systems and its application (2006)
  • Author(s): R. Nagaishi, N. Aoyagi, R. Yamada, Y. Hatano, Z. Yoshida
  • Organizer: 1st Asia-Pacific Symp. on Radiation Chemistry
  • Place of Presentation: Shanghai(China)
• [Book] 放射線化学のすすめ-電子、イオン、光のビームがくらしを変える、産業をつくる- 第4 章水の放射線分解とその応用 (2006)
  • Author(s): 永石 隆二
  • Publisher: 学会出版センター
• [Book] 放射線化学のすすめ-電子、イオン、光のビームがくらしを変える、産業をつくる-第4章水の放射線分解とその応用 (2006)
  • Author(s): 永石 隆二
  • Total Pages: 4
  • Publisher: 学会出版センター
• [Patent(Industrial Property Rights)] 石英、アルミナなどの耐強酸性の酸化物固体を触媒とするアルコール添加硫酸水溶液を使用する放射線誘起水素製造方法 (2006)
  • Inventor(s): 山田禮司, 永石隆二
  • Industrial Property Rights Holder: 山田禮司, 永石隆二
  • Filing Date: 2006-06-09
• [Patent(Industrial Property Rights)] 石英、アルミナなどの耐強酸性の酸化物固体を触媒とするアルコール添加硫酸水溶液を使用する放射線誘起水素製造方法 (2006)
  • Inventor(s): 山田禮司, 永石隆二
  • Industrial Property Rights Holder: 山田禮司, 永石隆二
  • Industrial Property Number: 2006-161019
  • Filing Date: 2006-06-09