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2018 年度 実績報告書

ホウ酸塩フラックスを用いた重金属の低温における還元分離・成型技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05946
研究機関金沢工業大学

研究代表者

露本 伊佐男  金沢工業大学, バイオ・化学部, 教授 (60282571)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードホウ酸ナトリウム / アルミノシリケート / フラックス / 水素還元 / 炭素繊維
研究実績の概要

我々は微量の鉄を含有するアルミノシリケート材料にホウ酸ナトリウムを混合し,950℃の水素中で還元焼成することで,微量の鉄が表面上に還元析出することを見出した。さらに,粘土鉱物であるモンモリロナイトに同様にホウ酸ナトリウムをフラックスとして混合し,950℃の水素中で還元焼成した場合,単体のケイ素が鉄とともに析出することを見出した。熱力学計算によると二酸化ケイ素から単体のケイ素を水素中で還元析出させるには4300℃前後の高温が必要とされており,1000℃以下でケイ素の還元析出が確認されたのは初めてである。ケイ素を低温で精製する工業的方法として実用化できる可能性がある。モンモリロナイトからより低温で単体のケイ素が還元析出するメカニズムについて新たに考察を加えた。また,ホウ酸ナトリウムフラックスによる結晶成長の促進を炭素材料に適用できないか検討を加えた。炭素繊維は耐炎化,炭化,黒鉛化の各プロセスを経て製造されるが,黒鉛としての結晶成長を促す黒鉛化のプロセスは2200~3000℃の高温プロセスである。黒鉛化,すなわち黒鉛の結晶成長をより低温で進めることができれば,炭素繊維の製造コストの大幅な削減につながる。棒状の黒鉛にホウ酸ナトリウムを加え950℃で加熱することで,結晶構造,結晶性に変化が見られないかを粉末X線回折法で精密に解析した結果,ホウ酸ナトリウムを加えた場合の方が,加えない場合に比較して結晶成長を促進する傾向が見られることがわかった。従来の炭素繊維の製造法よりも低温で黒鉛化を進められる可能性があり,安価な炭素繊維の製造技術として期待できる。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Development and Educational Practice of Powder X-ray Diffraction / Rietveld Method by using Excel 粉末X線回折/リートベルト法のExcelによる開発とその教育的活用2019

    • 著者名/発表者名
      Isao Tsuyumoto
    • 雑誌名

      KIT Progress 工学教育研究

      巻: 27 ページ: 11-20

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High flame retardancy of amorphous sodium silicate on poly(ethylene-co-vinyl acetate) (EVA).2018

    • 著者名/発表者名
      Isao Tsuyumoto
    • 雑誌名

      Polymer Bulletin

      巻: 75 ページ: 4967-4976

    • DOI

      10.1007/s00289-018-2311-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Facile Synthesis of Nanocrystalline Hexagonal Tungsten Trioxide from Metallic Tungsten Powder and Hydrogen Peroxide2018

    • 著者名/発表者名
      Isao Tsuyumoto
    • 雑誌名

      Journal of the American Ceramic Society

      巻: 101 ページ: 509-514

    • DOI

      10.1111/jace.15250

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] リン酸ホウ素の混練による難燃性ポリプロピレンの開発2018

    • 著者名/発表者名
      後藤史樹,露本伊佐男
    • 学会等名
      日本セラミックス協会北陸支部秋季研究発表会
  • [学会発表] 非晶質ホウ酸ナトリウムによる難燃化とウレタンフォームへの適用事例2018

    • 著者名/発表者名
      露本伊佐男
    • 学会等名
      技術情報協会セミナー「断熱材料の熱物性の計測・制御と難燃性の付与技術」
    • 招待講演
  • [学会発表] 白華を低減した難燃木材の開発2018

    • 著者名/発表者名
      若山恵英,露本伊佐男,吉井良介
    • 学会等名
      日本建築学会大会
  • [備考] 金沢工業大学バイオ・化学部応用化学科露本研究室

    • URL

      http://www2.kanazawa-it.ac.jp/eco/

  • [備考] 金沢工業大学研究室ガイド バイオ・化学部応用化学科露本研究室

    • URL

      https://kitnet.jp/laboratories/labo0153/index.html?_ga=2.234268574.1064822601.1557207681-411643603.1549946079

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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