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キーエレメントの化学構造に基づいた有機ハロゲン化合物の生成機構と排出制御法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 26281035
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 環境技術・環境負荷低減
研究機関北海道大学

研究代表者

坪内 直人  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90333898)

連携研究者 望月 友貴  北海道大学, 大学院工学研究院, 特任助教 (90546087)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2015年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2014年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
キーワード炭素系資源 / 高温プロセス / ハロゲン化水素 / 炭素活性サイト / 金属種 / 二次的反応 / 有機ハロゲン化合物 / 石炭 / 熱分解 / 燃焼 / ガス化 / フッ化水素 / 有機フッ素化合物 / 環境技術 / 環境対応 / 有害化学物質 / 表面・界面物性 / 塩化水素 / 有機塩素 / 微粉炭燃焼 / フライアッシュ / 有機フッ素種 / 表面カルシウム
研究成果の概要

炭素系資源の加熱時に発生するHClの二次的反応を理解するため、フェノール樹脂由来の純炭素をO2賦活後、K、Ca、CuおよびZnをドープしたモデル炭素質物質を100 ppm HCl/N2中500℃で保持した。その結果、炭素は金属の有無に依らずHClと容易に反応し、その量は金属無しでは炭素活性サイトの増加で増大し、また、Ca、Cu、Zn存在下で大きくなった。さらに、これらの金属種共存下では、炭素単独に比べ、塩素化芳香族のXPSピークの強度が増大した。以上より、高温プロセス由来の有機塩素化合物は、HCl、炭素質物質(未燃炭素等)、金属種(Ca、Cu、Zn等)が関与する反応で生成することが見出された。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Significant Evolution of Hydrogen Fluoride from Coal Chars after Apparently Complete Release of Carbon Dioxide2016

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi
    • 雑誌名

      Energy & Fuels

      巻: 30 号: 5 ページ: 4381-4383

    • DOI

      10.1021/acs.energyfuels.6b00591

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluorine Release and Retention during Fixed Bed Combustion of Pyrolyzed Coal Chars2016

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi
    • 雑誌名

      Abstracts of Papers of the American Chemical Society

      巻: 61 ページ: 750-751

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluorine Release and Retention in the Fixed Bed Combustion of Pyrolyzed Chars2016

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 11th European Conference on Coal Research and Its Applications

      巻: 11

    • NAID

      110008067355

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reactions of Hydrogen Chloride with Carbonaceous Materials and the Formation of Surface Chlorine Species2016

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi
    • 雑誌名

      Energy & Fuels

      巻: 30 号: 3 ページ: 2320-2327

    • DOI

      10.1021/acs.energyfuels.6b00015

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evolution of Hydrogen Fluoride during Coal Pyrolysis and Subsequent Char Combustion2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi
    • 雑誌名

      Abstracts of Papers of the American Chemical Society

      巻: 60 ページ: 583-584

    • NAID

      110007520659

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 塩化水素と炭素質物質の反応による表面塩素種の生成2015

    • 著者名/発表者名
      坪内 直人
    • 雑誌名

      日本化学会北海道支部2015年夏季研究発表会講演要旨集

      巻: 2015 ページ: 72-72

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chemical Characterization of Unburned Carbon in Coal Fly Ashes by Use of TPD/TPO and LRS Methods2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 49 号: 8 ページ: 5189-5194

    • DOI

      10.1021/es506023r

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Functional Forms of the Unburned Carbon Present in Coal Fly Ashes: Role of Surface Oxygen Species in the Formation of Organic Fluorine Forms on the Carbon Surface2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi
    • 雑誌名

      Abstracts of Papers of the American Chemical Society

      巻: 249

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Fluorine Release and Retention in the Fixed Bed Combustion of Pyrolyzed Chars2016

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi
    • 学会等名
      The 11th European Conference on Coal Research & Its Applications
    • 発表場所
      University of Sheffield (UK)
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluorine Release and Retention during Fixed Bed Combustion of Pyrolyzed Coal Chars2016

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi
    • 学会等名
      The 252nd American Chemical Society National Meeting (Division of Energy & Fuels)
    • 発表場所
      Pennsylvania Convention Center (USA)
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 石炭利用時の窒素と塩素の挙動2016

    • 著者名/発表者名
      坪内直人
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会製銑部会発表会
    • 発表場所
      新日鐵住金株式会社鹿島製鐵所人材育成センター (茨城県)
    • 年月日
      2016-07-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evolution of Hydrogen Fluoride during Coal Pyrolysis and Subsequent Char Combustion2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi
    • 学会等名
      The 250th American Chemical Society National Meeting (Division of Energy & Fuels)
    • 発表場所
      Boston Convention & Exhibition Center (USA)
    • 年月日
      2015-08-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 塩化水素と炭素質物質の反応による表面塩素種の生成2015

    • 著者名/発表者名
      坪内 直人
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2015年夏季研究発表会
    • 発表場所
      北海道教育大学函館校 (北海道)
    • 年月日
      2015-07-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Functional Forms of the Unburned Carbon Present in Coal Fly Ashes: Role of Surface Oxygen Species in the Formation of Organic Fluorine Forms on the Carbon Surface2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi
    • 学会等名
      The 249th American Chemical Society National Meeting (Division of Environmental Chemistry)
    • 発表場所
      Colorado Convention Center (USA)
    • 年月日
      2015-03-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Functional Forms of the Unburned Carbon Present in Coal Fly Ashes: Role of Surface Oxygen Species in the Formation of Organic Fluorine Forms on the Carbon Surface2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi
    • 学会等名
      The 249th American Chemical Society National Meeting (Sci-Mix)
    • 発表場所
      Colorado Convention Center (USA)
    • 年月日
      2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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