吸着規制CVDによる多孔質炭素表面の細孔径制御と官能基導入

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09450019
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 持田 勲 九州大学, 機能物質科学研究所, 教授 (20037758)
• 研究分担者: 光来 要三 九州大学, 機能物質科学研究所, 助教授 (50122693)
• キーワード: 分子篩 / 二酸化炭素 / メタン / 表面積 / ベンゼン / 活性炭素繊維 / 活性炭 / CVD

研究概要

MSC、活性炭素繊維(ACF)、高表面積活性炭(S-AC)、ヤシ穀活性炭(AC)の細孔径をベンゼンから析出する炭素(CVD)によって制御することを試みた。その結果、MSC、ACFに対して725℃付近の温度でのCVDによってCO2/CH4選択吸着能を飛躍的に向上できることを見出した。CVDによる細孔径制御は、マイクロポアで占められた均一な細孔径を持つ多孔質炭素について達成できた。CVD条件、特に反応温度が均一な細孔径制御を実現するための最も重要因子であることを認めた。
こうした活性炭素繊維のEDAX、XPS、ATR-FT-IR等による表面導入へテロ原子の定性、定量をおこない、前熱処理により表面官能基が著しく減少していることを見い出した。また、細孔分布および表面積と導入ヘテロ原子量の変化についても追跡した。アルカリを用いた賦活をメソフェーズピッチ系ACFに試み、表面積2000m^2/g以上が達成できた。
トリハロメタンの吸着能と表面官能基との関連、脱流・脱硝能と表面官能基との関連、メタン/二酸化炭素の吸着速度と細孔径分布との関連についても調べた。

研究成果

• [文献書誌] Y.Kawabuchi: "The Modification of Pore Size Activated Carbon Fibers by Chemical Vapor Deposition and Its Effects on Molecular Sieve Selectivity"Carbon. 36・4. 377-382 (1998)
• [文献書誌] 持田 勲: "活性炭素繊維に用いる大気汚染"ケミカルエンジニアリング. 43・10. 27-31 (1999)
• [文献書誌] I,Mochida: "Adsorption and Adsprbed Species of SO_2 during its Ocidative Removal over Pitch-Based Actibated Carbon Fibers"Energy & Fuels. 13・2. 369-373 (1999)
• [文献書誌] I,Mochida: "Oxidative Fixation of SO_2 into Aqueous H_2SO_4 over a Pitch-Based Active Carbon Fiber above Room Temperature"Energy&Fuels. 13・2. 374-378 (1999)
• [文献書誌] L.Ling: "Removal of SO_2 over Ethylene Tar Pitch and Cellulse Based Actibated Carbon Fibers"Carbon. 37. 499-504 (1999)
• [文献書誌] C,Sotowa: "Cataltic Cehyfrochlorination of 1,2-Dichloroethane into Viny1 Chloride over Polyacrylonitrile-Based Active Carbon Fiber"Applied Catalysis A:General. 180. 317-323 (1999)