| 研究課題/領域番号 |
10305061
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
触媒・化学プロセス
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
菊地 英一 早稲田大学, 理工学部, 教授 (90063734)
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| 研究分担者 |
松方 正彦 早稲田大学, 理工学部, 教授 (00219411)
上宮 成之 岐阜大学, 工学部, 助教授 (60221800)
野村 幹弘 早稲田大学, 理工学部, 助手 (50308194)
小倉 賢 日本学術振興会, 特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
35,000千円 (直接経費: 33,800千円、間接経費: 1,200千円)
2001年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2000年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
1999年度: 20,000千円 (直接経費: 20,000千円)
1998年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
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| キーワード | 酸素透過膜 / メタン部分酸化 / SFC-2 / メンブレン反応器 / 合成ガス / 透過 / 非対称膜 / セラミック膜 / ペロブスカイト / 緻密膜 / メンブレンリアクター / 部分酸化 / SFC / 多孔質アルミナ / メタン / 銀 / 酸素 / 水素 / プロブスカイト |
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| 研究概要 |
本研究では(1)酸素透過膜の非対称膜化、(2)製膜法の最適化、(3)新規物質の探索により酸素透過能の向上を図った。(1)について、含浸法などにより多孔質アルミナ支持体上にSrFeCo_<0.5>O_x(SFC2)膜を製膜することを試みた。合成を繰り返すことにより緻密な膜は得られたが、膜材料が支持体と固相反応し、また、組成が目的酸化物と異なったため、高い酸素透過流束は得られなかった。そこで、これらの問題を回避する方法として、緻密層としてSFC2粉末を成型器中で平らにし、その上に多孔質層として燃焼して細孔を形成する添加剤(エチルセルロース粉末)とSFC2粉末の混合物を入れ、2つの層を同時に加圧成型、焼結することにより一段で非対称平膜を合成する新たな手法を確立した。得られた膜で、最も小さい緻密層の膜厚は約100μmであった。この方法により合成した非対称膜の酸素透過能は対称膜のものを上回り、また、緻密層の膜厚が小さくなるほど酸素透過能は増大した。(2)について、(a)固相反応法、(b)蒸発乾固法、(c)EDTA-クエン酸混合法により合成したSFC2粉末を用いて製膜した。その結果、酸素透過能は(a)<(b)<(c)であった。また、蒸発乾固法による粉末を用いた製膜について、合成条件の検討を行った。原料粉末について焼成および粉砕を繰り返し、膜の焼結を高温で行うことにより酸素透過能が向上した。組成の均一性が重要と考えられる。(3)について、La_<0.4>Ba_<0.6>Fe_<0.8>Co_<0.2>O_<3-δ>のLaサイトを別の希土類(Pr、Nd、Sm等)により置換を行った。しかし、置換してもLaを超える酸素透過能は得られなかった。現在、合成した膜を膜反応器に適用し、評価を行っている。
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