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超臨界流体担持プロセスの戦略的設計へ向けた金属錯体吸着挙動の定量的把握

研究課題

研究課題/領域番号 26889011
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関東北大学

研究代表者

宇敷 育男  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), その他 (30734850)

研究期間 (年度) 2014-08-29 – 2016-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2015年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード吸着 / 超臨界 / メソポーラスシリカ / 金属錯体
研究実績の概要

本研究課題では,まず初めに固定層吸着法に基づく超臨界二酸化炭素中における金属錯体の吸着挙動測定装置の開発を行った.本装置は,研究代表者らが既に開発している超臨界CO2中における揮発性有機化合物(VOC)の吸着速度,吸着平衡測定装置の改造により開発したものである.測定においては,金属錯体を溶解させたメタノールと,二酸化炭素をそれぞれ高圧ポンプにより流通,混合後,多孔質担体を封入した吸着カラムに導入し,UV-Vis(紫外可視分光法)検出器で錯体濃度をin-situでモニタリングすることにより,その破過曲線の面積から吸着平衡(吸着量)が定量可能となった.
続いて開発した装置により,モデル担体を代表的な多孔質担体であるメソポーラスシリカ(MCM-41),モデル金属錯体をコバルトアセチルアセトナートCo(acac)3として,温度313 ~353 K,圧力12.5~20.0 MPaの条件範囲で測定を行った.その結果,超臨界二酸化炭素中における金属錯体吸着量は温度,圧力条件に強く依存することが明らかになり,これは各温度,圧力条件における二酸化炭素密度の観点から説明可能であった.
以上をまとめると,本申請課題で開発した装置によって.幅広い温度,圧力条件におけるメソポーラスシリカに対する金属錯体吸着平衡の測定に成功した.この結果,本申請課題で目的とする超臨界流体中における金属錯体吸着挙動の定量的データ獲得へ向けた基礎的な方法論を確立することが出来た.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Preparation of Mesoporous Silica Supported Cobalt Catalysts using Supercritical Fluids for Fischer-Tropsch Synthesis2015

    • 著者名/発表者名
      Taichi Shimizu, Ikuo Ushiki, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Naoto Koizumi, Hiroshi Inomata
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Research and Design

      巻: 95 ページ: 64-68

    • DOI

      10.1016/j.cherd.2015.01.005

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prediction of VOCs adsorption equilibria on activated carbon in supercritical carbon dioxide over a wide range of temperature and pressure by using pure component adsorption data: Combined approach of the Dubinin–Astakhov equation and the non-ideal adsorbed solution theory (NIAST)2014

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Ushiki, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato and Hiroshi Inomata
    • 雑誌名

      Fluid Phase Equilibria

      巻: 375 ページ: 293-305

    • DOI

      10.1016/j.fluid.2014.05.004

    • 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] A kinetic study of organic compounds (acetone, toluene, n-hexane and n-decane) adsorption behavior on activated carbon under supercritical carbon dioxide conditions at temperature from 313 to 353 K and at pressure from 4.2 to 15.0 MPa2014

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Ushiki, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato and Hiroshi Inomata
    • 雑誌名

      The Journal of Supercritical Fluids

      巻: 95 ページ: 187-194

    • DOI

      10.1016/j.supflu.2014.08.021

    • 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] 超臨界法による担持触媒調製に向けたメソポーラスシリカへの金属前駆体吸着平衡測定2015

    • 著者名/発表者名
      清水 太一,高橋 直人,宇敷 育男,大田 昌樹,佐藤 善之,猪股 宏
    • 学会等名
      化学工学会 第80年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京都江東区)
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Prediction of VOCs adsorption equilibria under supercritical carbon dioxide conditions2014

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Ushiki, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato and Hiroshi Inomata
    • 学会等名
      10th International Conference on Separation Science and Technology
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-11-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 超臨界CO2雰囲気下におけるVOC多成分系吸着平衡の測定及び推算モデルの開発2014

    • 著者名/発表者名
      宇敷育男,大田昌樹,佐藤善之,猪股宏
    • 学会等名
      化学工学会 第46回秋季大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-09-09   更新日: 2019-07-29  

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