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酸素燃焼用酸素分離材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 09555276
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 無機工業化学
研究機関山梨大学

研究代表者

木野村 暢一  山梨大学, 工学部, 教授 (50029732)

研究分担者 阪根 英人  山梨大学, 工学部, 助教授 (50252010)
熊田 伸弘  山梨大学, 工学部, 助教授 (90161702)
鈴木 喬  山梨大学, 工学部, 教授 (60020385)
仲山 一郎  日本酵素(株), 技術開発本部, 室長代理
川上 浩  日本酵素(株), つくば研究所, 室長
木村 脩七  山梨大学, 工学部, 教授 (70016856)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
12,400千円 (直接経費: 12,400千円)
1999年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1998年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1997年度: 8,200千円 (直接経費: 8,200千円)
キーワード架橋粘土鉱物 / バリウムフェライト / 無機-有機複合体 / リン酸ジルコニウム / シリル化 / イオン交換樹脂 / 多孔体 / 空気分離 / 酸素燃焼 / 酸素・窒素分離 / リン酸ジルコニウム有機誘導体
研究概要

省エネルギーでかつ地球環境にもやさしいこれからの燃焼技術である酸素燃焼を実現化するためには廉価な酸素を供給することが、必要不可欠である。本研究においては、窒素および酸素と多様な化学的・物理的相互作用を持たせることのできる多孔性架橋層状化合物を用い吸着分子との相互作用を制御し、常温常圧近傍での空気中の酸素・窒素の分離を可能とする材料の開発を行うものである。
本年度は、モンモリロナイトの層を酸化鉄で架橋した後二次的な処理を施してピラーをバリウムフェライト組成にしたものは、酸素に対する選択性が窒素よりも大きかったが、吸着量は少なく、安定性もよくなかった。そこで、鉄イオンとバリウムイオンを共存させた溶液でイオン交換し、生成物を加熱処理することとした。その結果、バリウムフェライトで架橋された粘土化合物が直接合成でき、吸着量(1.5ml/g)および酸素選択性(O_2N_2=4.4)も向上した。
リン酸ジルコニウムの有機誘導体の酸素に対する選択性を検討した。有機誘導体の合成は、フェニルホスホン酸隣村ジルコニウムの合成、αおよびγ-リン酸ジルコニウムのシリル化によって行った。フェニルホスホン酸リン酸ジルコニウムでは、高比表面積と酸素に対する選択性の高いものが得られた。また、イオン交換樹脂にあらかじめ鉄あるいはコバルトイオンを含ませたものを低温で部分的に炭化することにより、比表面積はさほど大きくないが窒素よりも約5倍酸素を吸着する物質が得られることがわかった。
以上、さまざまな物質について検討した結果酸素に対してより高い選択性を持つ物質の存在が明らかとなった。これらの物質は、安価な酸素を製造する新しい酸素製造システム用の吸着剤として有望であると考えられる。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] 木野村暢一: "改質酸化鉄層間架橋粘土多孔体の吸着特性"無機マテリアル. 6(278). 33-39 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 木野村暢一: "多孔性リン酸ジルコニウム有機誘導体の合成と吸着特性"J.Soc.Inorg.Mater.Japan. 7(284). 40-44 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Kinomura: "Synthesis of silylated dervatives of α-zirconium phosphate"Phospho. Res. Bull.. 10. 189-193 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Dan Wang: "Hydrothermal Synthesis and Characterization of a Novel One-Dimensional Titanium Glycolate Complex Single Crystal : Ti(OCH,CH,O),"Chem. Mater.. 11(8). 2008-2012 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 中村章寛: "多孔性炭素材料調製における塩素処理効果"J.Soc.Inorg.Mater.Japan. (in press).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Nakamura: "Effect of chlorine treatment on adsorption properities of phenol-formaldethde resin derived char"Carbon. (in press).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Kinomura, C. Hara, N. Kumada and T. Suzuki: "Adsorption Characteristics of Modified Iron Oxide Pillared Montmorillonite."Inorg. Mat.. 6-278. 33-39 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Kinomura, N. Kumada and T. Suzuki: "Preparation and Adsorption Characteristics of Porous Organic derivative of Zirconium Phosphate."J. Soc. Inorg. Mat. Japan. 7-284. 40-44 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Suzuki and N. Kinomura: "Cointercalation of Organic Bases into Aluminium Dihydrogen Triphosphate-I"Phospho. Res. Bull.. 6. 233-236 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Kinomura, Y. Fukutomi, N. Kumada and T. Suzuki: "Synthesis of silylated dervatives of α-zirconium phosphate."Phospho. Res. Bull.. 10. 189-193 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Nakamura, T. Inui, N. Kinomura and T. Suzuli: "Effect of chlorine treatment on preparation of porous carbon."J. Soc. Inorg. Mat. Japan. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Nalamura, T. Inui, N. Kinomura and T. Suzuki: "Effect of chlorine treatment on adsorption properties of phenol-formaldehyde resin derived char."Carbon. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinichi Miyake, Nobukazu Kinomura, Takashi Suzuki and Toshio Suwa: "Fabrication of Spherical Magnetite Particles by the Flame Fusion Method."J. Mater. Sci.. 34-12. 2921-2928 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Dan Wang, Ranbo Yu, N. Kumada and N. Kinomura: "Hydrothermal Synthesis and Characterization of a Novel One-Dimensional Titanium Glycolate Complex Single Crystal: Ti(OCHィイD22ィエD2CHィイD22ィエD2O)ィイD22ィエD2"Chem. Mater.. 11-8. 2008-2012 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Watanabe, S. Suzuki and N. Kinomura: "Adsorption of Diborane and Hydrogen Selenide on Porous Alumina and Silica."J. Mater. Sci. Mat. Electr.. 9-2. 127-132 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Miyake: "Fabrication of Spherical Magnetite Particles by the Flame Fusion Method"J. Mater. Sci.. 34(12). 2921-2958 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kinomura: "Synthesis of silylated dervatives of α-zirconium phosphate"Phospho. Res. Bull.. 10. 189-193 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Dan Wang: "Hydrothermal Synthesis and Characterization of a Novel One-Dimensional Titanium Glycolate Complex Single Crystal: Ti(OCH_2CH_2O)_2"Chem. Mater.. 11(8). 2008-2012 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 木野村暢一: "多孔性リン酸ジルコニウム有機誘導体の合成と吸着特性"J. Soc. Inorg. Mater. Japan. 7(284). 40-44 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 中村章寛: "多孔性炭素材料調製における塩素処理効果"J. Soc. Inorg. Mater. Japan. (in press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] A.Nakamura: "Effect of chlorine treatment on adsorption properties of phenol-formaldehyde resin derived char"Carbon. (in press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Watanabe: "Adsorption of Diborane and Hydrogen Selenide on Porous Alumina and Silica" J.Mater.Sci.Mat.Electr.9(2). 127-132 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kumada: "Crystal Structure of A New Ytrium Bismuth Oxynitrate (Y, Bi) _3O_4NO_3" J.Solid State Chem. 139. 321-325 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kumada: "Microwave hydrothermal Synthesis of ABi_2O_6 (A=Mg, Zn)" Mat.Res.Bull.33. 1411-1414 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 中村章寛: "塩素処理による多孔性炭素材料の調製と電気二重層キャパシタ特性" 炭素. 1998(185). 272-276 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 木野村暢一: "改質酸化鉄層間架橋粘土多孔体の吸着特性" 無機マテリアル. 6(278). 33-39 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.Miyake: "Fabrication of Spherical Magnetite Particles by the Flame Fusion Method" J.Mater.Sci.in press.

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kinomura: "Soft Chemical Modification of Blue Potassium Molybdenum Bronze" J.Solid State Chem. 128. 256-260 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 張 無限: "リンイオンに対するパイロライト系化合物の陰イオン交換特性" 無機マテリアル. 4. 132-138 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kumada: "Preparation and Crystal Structure of K_6Nb_<10.9>O_<30>" Eur.J.Solid State Inorg.Chem.34. 65-72 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kumada: "Preparation and Crystal Struture of New Potassium Niobium Oxides : K_2M_2Nb_4O_<13>(M=Mg,Fe)" Mater.Res.Bull.32. 559-567 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kumada: "Preparation and Crystal Structure of ABi_2O_6(A=Mg,Zn) with the Trirutile-Type Structure" Mater.Res.Bull.32. 1003-1008 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Watanabe: "Adsorption of Diborane and Hydrogen Selenide on Porous Alumina and Silica" J.Mater.Sci.Mat.Electr.(in press).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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