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ホウ酸塩フラックスを用いた重金属の低温における還元分離・成型技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05946
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 無機工業材料
研究機関金沢工業大学

研究代表者

露本 伊佐男  金沢工業大学, バイオ・化学部, 教授 (60282571)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードホウ酸ナトリウム / アルミノシリケート / 水素還元 / フラックス / 粘土鉱物 / 炭素繊維 / シリコン / モンモリロナイト / 状態図 / 無機工業化学 / 化学プロセス / 水素 / 材料加工 / 省エネルギー
研究成果の概要

我々が見出した微量の鉄を含有するアルミノシリケート系材料にホウ酸ナトリウムを融剤(フラックス)として混合し,950℃で水素還元すると鉄の還元析出が促進される知見を基に,同様の融剤を使用した焼成が他の粘土鉱物中の微量元素の還元析出,及び黒鉛の結晶化促進などに適用できないか検討を進めた。その結果,従来よりも低い温度で,モンモリロナイトから単体のケイ素が析出すること,炭素材料の黒鉛化が進行することを新たに見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々が確立したホウ酸ナトリウムを融剤として用いて焼成し還元析出や結晶化を促進する技術を用いることにより,従来の工業プロセスよりも低い温度での合成が可能になる。現在,ケイ素の製造は酸化ケイ素を原料に炭素を還元剤として加熱することにより行われているが,水素を還元剤として1000℃以下での製造が可能になれば,省エネルギー,炭酸ガス排出削減に大きく寄与できる。また,炭素材料の黒鉛化を低温で進めることにより,炭素繊維の製造コストの削減も可能になる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 図書 (2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Development and Educational Practice of Powder X-ray Diffraction / Rietveld Method by using Excel 粉末X線回折/リートベルト法のExcelによる開発とその教育的活用2019

    • 著者名/発表者名
      Isao Tsuyumoto
    • 雑誌名

      KIT Progress 工学教育研究

      巻: 27 ページ: 11-20

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High flame retardancy of amorphous sodium silicate on poly(ethylene-co-vinyl acetate) (EVA)2018

    • 著者名/発表者名
      Isao Tsuyumoto
    • 雑誌名

      Polymer Bulletin

      巻: 75 号: 11 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1007/s00289-018-2311-4

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Facile Synthesis of Nanocrystalline Hexagonal Tungsten Trioxide from Metallic Tungsten Powder and Hydrogen Peroxide2018

    • 著者名/発表者名
      Isao Tsuyumoto
    • 雑誌名

      Journal of the American Ceramic Society

      巻: 101 号: 2 ページ: 509-514

    • DOI

      10.1111/jace.15250

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Calculation of the Madelung Constant as a Problem Based Learning in 'Interdisciplinary Studies of Applied Chemistry2018

    • 著者名/発表者名
      Isao Tsuyumoto
    • 雑誌名

      KIT Progress

      巻: 26 ページ: 221-229

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ホウ酸塩を使った新規難燃技術 ―紙,木綿の難燃化から不燃木材の開発まで―2017

    • 著者名/発表者名
      露本伊佐男
    • 雑誌名

      月刊ファインケミカル

      巻: 46 ページ: 27-33

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 特集先端材料の創製と実用化 ポリホウ酸ナトリウム水溶液の含浸,塗布による新しい難燃化技術2017

    • 著者名/発表者名
      露本伊佐男
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 68 ページ: 19-25

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Characterization by X-ray Diffraction of Non c-axis Epitaxial Bi2Sr2CaCu2O8+ Thin Films2016

    • 著者名/発表者名
      K. Endo, S. Arisawa, T. Kaneko, I. Tsuyumoto, Y. Tateno and P. Badica
    • 雑誌名

      IEEE Transactions of Applied Superconductivity

      巻: 26 号: 3 ページ: 7500104-7500104

    • DOI

      10.1109/tasc.2016.2529005

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] リン酸ホウ素の混練による難燃性ポリプロピレンの開発2018

    • 著者名/発表者名
      後藤史樹,露本伊佐男
    • 学会等名
      日本セラミックス協会北陸支部秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 非晶質ホウ酸ナトリウムによる難燃化とウレタンフォームへの適用事例2018

    • 著者名/発表者名
      露本伊佐男
    • 学会等名
      技術情報協会セミナー「断熱材料の熱物性の計測・制御と難燃性の付与技術」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 白華を低減した難燃木材の開発2018

    • 著者名/発表者名
      若山恵英,露本伊佐男,吉井良介
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] リン酸ホウ素の合成と高分子材料の難燃剤への応用2018

    • 著者名/発表者名
      後藤史樹・露本伊佐男
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 非晶質ホウ酸ナトリウムによる難燃化とウレタンフォームへの適用事例2017

    • 著者名/発表者名
      露本伊佐男
    • 学会等名
      断熱材料の熱物性の計測・制御と難燃性の付与技術(技術情報協会セミナー)
    • 発表場所
      東京・技術情報協会
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機モンモリロナイトの混練によるEVA樹脂の難燃化2017

    • 著者名/発表者名
      松本康平・露本伊佐男
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ケイ酸塩鉱物の水素還元による単体ケイ素の析出2017

    • 著者名/発表者名
      服部真生・露本伊佐男
    • 学会等名
      第20回日本セラミックス協会北陸支部秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation of c-Axis and Non-c-Axis Oriented Thin Films of Bi-based Oxide Superconductor by MOCVD Targeting Power Electronics Application2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kawai, T. Tsuchiya, S. Arisawa, Y. Tateno, I. Tsuyumoto, P. Badica and K. Endo
    • 学会等名
      26th Annual Meeting of MRS-J
    • 発表場所
      Yokohama Port Opening Plaza, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非晶質ケイ酸塩によるEVAの難燃化2016

    • 著者名/発表者名
      松本 康平・桑田 怜・露本 伊佐男
    • 学会等名
      第19回日本セラミックス協会北陸支部秋季研究発表会
    • 発表場所
      福井・アオッサ
    • 年月日
      2016-11-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] プラズマ照射による樹脂と金属の直接接合2016

    • 著者名/発表者名
      和田倫明・露本伊佐男・遠藤和弘
    • 学会等名
      第19回日本セラミックス協会北陸支部秋季研究発表会
    • 発表場所
      福井・アオッサ
    • 年月日
      2016-11-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] プラズマ照射による金属と樹脂の直接接合2016

    • 著者名/発表者名
      和田倫明・露本伊佐男・遠藤和弘
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ2016(日本化学会主催)
    • 発表場所
      東京・タワーホール船堀
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation by MOCVD and Evaluation of Bi-based Copper Oxide Superconductor Films toward Power Electronics Module Application2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kawai, T. Tsuchiya, S. Arisawa, Y. Tateno, I. Tsuyumoto, P. Badica and K. Endo
    • 学会等名
      1st Asian ICMC (International Cryogenic Materials Conference) and CSSJ (Cryogenics and Superconductivity Society of Japan) 50th Anniversary Conference
    • 発表場所
      Kanazawa Kageki-za, Kanazawa, Japan
    • 年月日
      2016-11-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ホウ酸塩による新しい難燃化技術 -集成材からウレタンフォームまで-2016

    • 著者名/発表者名
      露本伊佐男
    • 学会等名
      新技術説明会(科学技術振興機構主催)
    • 発表場所
      東京・JST東京本部別館
    • 年月日
      2016-09-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] パワーエレクトロニクス応用に向けたBi系酸化物MOCVD膜の配向制御 (第2報)2016

    • 著者名/発表者名
      河合 伸哉・和田 倫明・土屋 哲男・有沢 俊一・露本 伊佐男・舘野 康史・Petre Badica・遠藤 和弘
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第29回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      広島・広島大学
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ホウ酸塩を利用したポリウレタンフォームの新しい難燃化技術2016

    • 著者名/発表者名
      露本伊佐男
    • 学会等名
      ポリウレタンフォームの配合設計と規制対応(技術情報協会セミナー)
    • 発表場所
      東京・技術情報協会
    • 年月日
      2016-06-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 発泡樹脂,多孔性樹脂の高強度化と応用技術2018

    • 著者名/発表者名
      露本伊佐男
    • 総ページ数
      378
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047060
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 基礎から学ぶ機器分析化学2016

    • 著者名/発表者名
      井村久則,樋上照男,露本伊佐男ほか
    • 総ページ数
      250
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 金沢工業大学バイオ・化学部応用化学科露本研究室

    • URL

      http://www2.kanazawa-it.ac.jp/eco/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 金沢工業大学研究室ガイド バイオ・化学部応用化学科露本研究室

    • URL

      https://kitnet.jp/laboratories/labo0153/index.html?_ga=2.234268574.1064822601.1557207681-411643603.1549946079

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 金沢工業大学バイオ・化学部応用化学科露本研究室

    • URL

      http://www2.kanazawa-it.ac.jp/eco/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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