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ナノ構造を有する非平衡酸化鉄による環境汚染ガス分解

研究課題

研究課題/領域番号 17760579
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 材料加工・処理
研究機関京都大学

研究代表者

山末 英嗣  京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (90324673)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2007年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2005年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード二酸化炭素 / FeO / スラグ / メカニカルミリング / 活性化 / 酸化鉄 / 二酸化炭素固定
研究概要

初年度,2年次ではメカニカルミリングを施したウスタイト(FeO)およびマグネタイト(Fe304)を用い,500℃でCO2固定を行う研究を進めた。その結果,FexOを用いた773KでのCO2分解実験では,5min以上ミリングした試料はCO2を炭素原子まで分解することが明らかになった。また,Fe304を用いた実験では,ミリング時間が72時間より長い領域では,二酸化炭素分解実験後に試料に含まれる炭素濃度は,ミリング時間が長い試料ほど高く,これは72時間以上のミリングでマグネタイトがウスタイトに相変化したことが大きな原因であること明らかにした。
最終年度ではその成果を受け,スラグに含まれるFeO成分に注目した。スラグを用いたCO2固定に関して,スラグ中の主成分であるCaOを利用する報告はいくつか存在するが,スラグ中のFeOに注目し,その有効利用について検討を加えた研究はほとんどなされていない。実験試料として,代表的な水砕製鋼スラグを用いた。実験の結果,CO2固定量はミリング時間3hまでは増加し,3h以上のミリング時間で停滞・減少傾向が確認された。CO2固定能が向上した原因としては比表面積の増大が大きな寄与をしていると考えられるが,それだけで全ての傾向を説明できないことが分かった。そこで,XRD, EDXを用いて試料の表面組成がどのように変化するかを調べたところ,ミリング時間が経過するにつれ,見かけ上のFeO濃度が増加していることが分かった。この原因として,ミリングに伴い製鋼スラグ内部に含まれるFeOが表面に露出したことが考えられる。すなわち,ミリングに従いCO2固定能が向上したのは,ミリングによる活性化およびFeOの表面露出化の相乗効果によるものと考えられる。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Decomposition of Carbon Dioxide into Carbon using Mechanically milled Magnetite2007

    • 著者名/発表者名
      Eiji YAMASUE, Hironori YAMAGUCHI, Hideyuki OKUMURA, Keiichi N.
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds, vol.434-435 434-435

      ページ: 803-805

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Carbon Dioxide Reduction into Carbon by Mechanically-milled Wustite2007

    • 著者名/発表者名
      Eiji YAMASUE, H.YAMAGUCHI, A.NAKAOKU, H.OKUMURA, K.N.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science (accepted)(accepted, DOI:10.1007/s10853-006-0458-0)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Decomposition of Carbon Dioxide into Carbon using Mechanically milled Magnetite2006

    • 著者名/発表者名
      Eiji YAMASUE, Hironori YAMAGUCHI, Hideyuki OKUMURA
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds (Accepted)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] メカニカルミリングした製鋼スラグによる二酸化炭素の固定2007

    • 著者名/発表者名
      山末英嗣, 錦織歩, 奥村英之, 石原慶一
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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