多孔性炭素材料を用いた希薄溶液からの電解質の除去に関する基礎的研究

• 研究課題/領域番号: 09243237
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 関西大学
• 研究代表者: 小田 廣和 関西大学, 工学部, 助教授 (30067756)
• 研究分担者: 林 順一 関西大学, 工学部, 専任講師 (60247898)
• 研究期間 (年度): 1997
• 研究課題ステータス: 完了 (1997年度)
• 配分額: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 1997年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: 活性炭電極 / 吸着 / イオン交換 / 孔隙構造 / 比表面積 / キャパシター / 電気二重層 / 電解質

研究概要

平成9年度は、基礎的な実験として交換反応に有効な諸因子を明らかにするため、主として電極の特性評価を行った。この際に、電極の特性について詳細に考察するために、性状の大きく異なる数種類の炭素材料を試料の対象とした。一方、流通式の単一セル型の小型処理装置を試作して数種類の金属イオンに対する除去能力に関し、電極としての活性炭の孔隙構造、粒度、電圧値、水溶液の流速、濃度などの特性との関係を明らかにした。交換能力は一般に電極に与える電圧値によって支配されるが、電極の比表面積に大きく依存することが明らかになった。複雑な孔隙構造を持つ活性炭電極では、マイクロ孔も交換反応に有効であることを認めた。電極の脱着性能について、繰り返し反復実験を20回以上行ったが、著しい劣化は生じなかった。しかし、脱着操作の時間を短縮するためには、装置の改良および能力を向上させる必要があると思われる。イオンの選択性については、Na,K,Caの各単成分およびそれぞれの混合溶液の除去特性を検討した。Caイオンの選択吸着性が高いが、電極の種類によって選択性に特徴があることを認めた。ここで興味が持たれる事は交換反応に有効な孔隙をさらに明確にする事と、表面の改質による選択交換能力の付与であると考えられる。