| 研究課題/領域番号 |
21H03635
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
|
|---|
| 研究機関 | 九州大学 |
|---|
研究代表者 |
永長 久寛 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (90356593)
|
|---|
| 研究分担者 |
宮脇 仁 九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (40505434)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
|
|---|
| キーワード | マイクロ波 / 複合酸化物 / 揮発性有機化合物 / 吸脱着プロセス / 完全酸化 / 触媒 / 炭素材料 / 吸着 / 触媒酸化 / 複合金属酸化物 / 汚染物質除去 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
工場、事業所から排出される低濃度のVOCの処理の高効率化は環境保全の観点から喫緊の課題である。本研究では、炭素系材料とペロブスカイト型酸化物触媒の高いマイクロ波加熱特性を生かし、低濃度のVOCの吸脱着と濃縮、酸化分解過程を速やかに進行させる高効率VOC分解プロセスを開発し、その有効性について実証する。VOC吸脱着特性とマイクロ波加熱特性に寄与する炭素系材料の物性、マイクロ波加熱下でのVOC分解活性を支配するペロブスカイト型酸化物の物性を制御し、シングルモード、マルチモードマイクロ波リアクタでの機能を精査する。小規模のVOC発生源に対応できるVOC分解プロセスの構築に必要な基盤技術を確立する。
|
| 研究成果の概要 |
Cu-Mnスピネル酸化物を用いたベンゼンのマイクロ波不均一系触媒酸化について検討した。Cu-Mn酸化物によるマイクロ波吸収は主に誘電損失(誘電加熱)によって駆動され、単一酸化物よりも優れた活性を示し、通常の加熱下で得られる活性化エネルギーよりも低い見かけの活性化エネルギーを示した。マイクロ波照射によりベンゼン酸化に必要な反応温度は従来の加熱よりも低下した。Cu-Mn酸化物の高い反応性は、触媒表面の格子酸素の高い反応性に依存し、酸素種の反応性はマイクロ波加熱下で向上した。Cu-Mn酸化物とゼオライトを用いた吸着と触媒酸化プロセスの組み合わせは、低濃度のベンゼンを効率的に分解した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
工場、事業所から排出される低濃度の揮発性有機化合物（VOC）の処理の高効率化は環境保全の観点から喫緊の課題である。本研究では、複合酸化物触媒の高いマイクロ波加熱特性を生かし、VOCの吸脱着と濃縮、酸化分解過程を速やかに進行させる高効率汚染物質処理プロセスを開発し、その有効性について実証した。VOC吸着特性とマイクロ波照射下での昇温特性を両立するプロセスを構築し、高い昇温特性と酸化特性を有する酸化物触媒を開発し、これらの特性を生かすことで高効率VOC分解プロセスを構築した。この成果は、マイクロ波化学分野、触媒化学分野において重要な進歩であるとともに、環境技術への展開が見込まれる。
|
