| 研究概要 |
4年計画の3年目であり,既に製作してある水素同位体分離塔を用いた水素同位体分離実験を行った.まず,本格的な同位体分離実験に先立ち,できるだけ触媒性能を向上させるための,検討を追加して行った.次に,重水素を用いて,軽水中の重水を除去するための性能把握を行った.さらに,トリチウムを用いて,重成分濃縮部における重水素の場合との比較により系統的な同位体効果の把握を行うとともに,軽水素,重水素,トリチウムの水素原子3成分ならびに水素分子および水分子6成分の多成分系での分離性能を把握した.
(1)触媒性能向上の検討
昨年度までの研究の結果,超撥水膜への白金ナノ粒子担持量が重要な性能因子であることがわかっているので,これを向上するために,有機溶媒中でナノ粒子を作成し,これを超臨界流体中に凝集させずに移行する方法およびこれを触媒として超臨界二酸化炭素中でナノ粒子を増殖する方法の検討を行った.具体的には、還元剤を超臨海二酸化炭素中に形成したマイクロエマルジョンの水相中に分散させて超臨界流体の大きな拡散性を利用してこれを超撥水膜中に担持し、ここを核として超臨界二酸化炭素中に溶解した有機白金化合物を還元して金属白金の核を作成し、ここから水素と金属白金の自己触媒反応を利用して白金ナノ粒子を超撥水膜中に成長させる手法を開発し、その有効性を作成した触媒による水素と重水素によるHD分子生成を測定することにより確認した。
(2)水素同位体二成分系での水素同位体分離実験
重水素を用いて軽水中の重水を除去するための性能把握実験を行った.なお,このためにポスドクの研究者を雇用して,研究分担者と協力して研究を行った.
(3)水素同位体三成分系での水素同位体分離実験
トリチウムを用いて,トリチウムを除去するための性能把握実験を行った.なお,このためにポスドクの研究者を雇用して,研究分担者と協力して研究を行った.
(4)多成分系での分離性能解析
軽水素,重水素,トリチウムの水素原子3成分ならびに水素分子および水分子6成分の多成分系での分離性能を計算機解析により把握した.
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