| 研究課題/領域番号 |
06555267
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
鈴木 喬 山梨大学, 工学部, 教授 (60020385)
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| 研究分担者 |
阪根 英人 山梨大学, 工学部, 助手 (50252010)
初鹿 敏明 山梨大学, 工学部, 講師 (50020417)
若泉 章 日本酸素(株), 山梨研究所, 専門部長
木野村 暢一 山梨大学, 工学部, 助教授 (50029732)
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| キーワード | 層状化合物 / 多孔体 / ガス吸着 / ガス分離 / イオン交換 / ピラ- |
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| 研究概要 |
従来の深冷法、およびPSA法に代わる操作が簡単で経費のかからない新しい吸着・分離剤を用いたPSA法による酸素・窒素分離が求められている。本研究の目的は、粘土鉱物を中心とする層状無機化合物の層間にかさ高いイオンを導入することにより得られる層間架橋型化合物を利用した新しい酸素・窒素分離剤の開発である。
層状無機化合物としてモンモリロナイト(以下Mont.)リン酸ジルコニウムおよび各種層状チタン酸塩を、かさ高いイオンとして多核水酸化物イオン(AlおよびAlSi多核水酸化物イオン)、FeおよびCrの三核酢酸金属イオンを用いた。層状化合物を分散させた水中に各種のイオンを含む水溶液を添加し、所定温度のバッチ法により反応させ、その後熱処理により架橋構造とし、酸素、窒素の吸着特性を測定した。
Mont.の層間隔は、導入されたイオン種に依存して5-8Å程度広がった。多核水酸化物イオンが導入されたMont.の層間距離は300℃以上での加熱処理によってもほとんど変化が認められず、層間隔は保持された。三核酢酸金属イオンが導入されたMont.では錯体の分解によってその層間距離が変化し、最終的には錯体中に含まれるFe^<3+>の割合にほぼ比例した層間距離となった。吸着量の測定の結果、Al-Mont.はMont.よりも酸素、窒素とも吸着量は増大し、AlSi-Mont.はAl-Mont.よりも吸着量は少ないが酸素吸着量が窒素吸着量を上回った。また、三核酢酸金属イオンの場合酸素、窒素の吸着量は錯体中に含まれるFeの量がすくないほど大きくなった。空気分離PSA用の吸着剤としては、吸着量が比較的大きく、窒素選択性が高く、かつ熱安定性が高いAl-Mont.が適当であると考えられる。他の層状化合物については、層間架橋型化合物の生成を確認し、現在比表面積の測定を行っている。
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