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米籾穀燃料発電プラント灰の新規素材化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 13450419
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 資源開発工学
研究機関早稲田大学

研究代表者

山崎 淳司  早稲田大学, 理工学部, 教授 (70200649)

研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
10,600千円 (直接経費: 10,600千円)
2003年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2002年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
2001年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
キーワード米籾殻灰 / シリカ / クリストバライト / ゼオライト / イモゴライト / 環境浄化 / モゴライト / 米籾穀灰 / 水熱処理 / 水熱合成
研究概要

米籾殻専焼による発電プラントは、すでにタイなど複数の国で稼動しており、今後のバイオマスエネルギーのひとつとして期待しうるが、そこから排出される大量の燃焼灰の処理が問題になっている。この籾殻灰の高度利用および新規素材化を目的として、灰自体のキャラクタリゼーションを行った。その結果、高効率で燃焼させた灰は、残留炭素を約2wt%含むものの純度92wt%以上の高結晶性のクリストバライトであり、土壌中に存在する腐食酸溶液中でシリカゲルや石英よりも溶解速度が速くイネ科植物への吸収性が良いことから、シリカ肥料として高い性能を有していることがわかった。さらにこの籾殻灰を出発原料として、適当な条件で加熱処理することにより炭素がほとんど残留しない高結晶性かつ高純度のクリストバライトが得られた。さらに、米籾殻灰を3Mの水酸化ナトリウム水溶液中で80℃、1日間処理することにより、ほぼ完全に溶解したケイ酸ナトリウム水溶液に所定量のアルミン酸ナトリウムと種結晶を添加して水熱処理することにより、LTA型および一連のSi/Al比のFAU(faujasite)型ゼオライトなど)、さらにマクロモレキュル粘土鉱物として径数nm、長さ数μmオーダーのイモゴライトの繊維状結晶が高効率で合成できることを示した。得られたゼオライト試料は、いずれも市販の同型ゼオライトに比較して同等の結晶性、イオン交換能、細孔容積を示す。これにより、本研究で用いた籾殻灰試料は重金属などをほとんど含有しない高純度珪酸原料として、他の原料に劣らぬ性質を有していることが示された。また得られたイモゴライトは、各種の重金属イオンについて、銅、カドミウム、鉛イオン等の陽イオンだけでなく、ニクロム酸イオンや亜ヒ酸イオンなど陰イオンの両方について高い吸着性を示し、環境浄化材料への利用が示唆された。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2004 2003

すべて 雑誌論文 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Vermiculite board for novel building material2003

    • 著者名/発表者名
      M.Akao, A.Yamazaki, Y.Fukuda
    • 雑誌名

      Jouranal of Materials Science Letters 22

      ページ: 1483-1485

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] ハイドロタルサイト様物質およびその製造方法、並びに有害物質の固定化方法2004

    • 発明者名
      山崎淳司, 高橋舞
    • 権利者名
      早稲田大学 日本国土開発(株)
    • 出願年月日
      2004-03-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 結晶質層状複水酸化物粉末とその製造方法並びにその成型体及び有害物質の固定化方法2004

    • 発明者名
      山崎淳司, 高橋舞
    • 権利者名
      早稲田大学 昭和鉱業(株)
    • 出願年月日
      2004-04-16
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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