• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2016 年度 実績報告書

微粒子プロセスにマイクロ波加熱を適用した新規なナノ粒子材料合成反応場の構築と利用

研究課題

研究課題/領域番号 26420763
研究機関広島大学

研究代表者

福井 国博  広島大学, 工学研究院, 教授 (60284163)

研究分担者 吉田 英人  広島大学, 工学研究院, 特任教授 (30116694)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードマイクロ波 / ナノ粒子 / 流動層 / 水熱処理 / 電磁界シミュレーション
研究実績の概要

マイクロ波加熱はヒートスポットやスーパーヒートの形成などにより各種反応の進行を著しく促進する反面、不均一な温度分布に起因する反応ムラを生じるという問題がある。本研究では、この問題点を克服しつつ利点をより一層生かした高効率かつ迅速な機能性粒子合成プロセスを開発する。すなわち、流動層, 乾式・湿式粉砕, マイクロ流路輸送などの微粒子プロセスにマイクロ波加熱を組合わせた新規な連続式の反応場を構築し、複合酸化物ナノ粒子やバイオマス由来水分解触媒の合成、廃棄物の放射性物質吸着剤への再資源化などに利用することを目的とする。また、電磁界と伝熱の連成シミュレーションに基づいてマイクロ波加熱式熱重量分析装置を開発し、マイクロ波加熱が各種反応に与える熱的・非熱的効果の影響に関する機構解明を行うことを第2の目的とする。
上記の目的を達成するために、流動層, 乾式・湿式粉砕, マイクロ流路輸送などの微粒子プロセスにマイクロ波加熱を組合わることで新規な連続式の反応場を構築し、環境・エネルギー問題の解決, 革新的新規デバイスを構築するナノ粒子材料創製に応用し、これらの高効率化, 低コスト化を実現した。また、反応場設計の最適化に使用できるシミュレーション法を開発し、マイクロ波加熱による反応メカニズムを解明するための熱重量分析装置も開発した。
平成28年度は、「マイクロ波加熱式熱重量分析装置の開発と反応促進機構の解明」なるテーマで、マイクロ波加熱式熱重量分析装置を開発した。一定温度上昇速度下における吸収マイクロ波と試料質量変化を同時に正確に実測できる構造とし、反応の進行の関係を従来の加熱法と比較する手法により、学術的に重要なマイクロ波加熱の熱的・非熱的効果や反応促進メカニズムを解明した。さらに、マイクロ波プロセスの設計指針を与えるシミュレーション手法を完成させた。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (8件)

  • [国際共同研究] Chang Gung University(台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      Chang Gung University
  • [雑誌論文] Synthesis of zeolite from coal fly ash by microwave hydrothermal treatment with pulverization process2017

    • 著者名/発表者名
      Fukasawa, T., A.D. Karisma, D. Shibata, A.-N. Huang, K. Fukui
    • 雑誌名

      Advanced Powder Technology

      巻: 28 ページ: 798-804

    • DOI

      10.1016/j.apt.2016.12.006

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Morphology of woody biomass combustion ash and enrichment of potassium components by particle size classification2017

    • 著者名/発表者名
      Maeda, N., T. Katakura, T. Fukasawa, A.-N. Huang, T. Kawano, K. Fukui
    • 雑誌名

      Fuel Processing Technology

      巻: 156 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.fuproc.2016.09.026

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Validation of measured microwave absorption and temperature change for development of a single-mode-type microwave heating thermogravimetry apparatus2017

    • 著者名/発表者名
      Karisma, A.D., T. Hamaba, T. Fukasawa, A.-N. Huang, T. Segawa, K. Fukui
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 88 ページ: 024101

    • DOI

      10.1063/1.4974813

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Influence of a laminarizer at the inlet on the classification performance of a cyclone separator2017

    • 著者名/発表者名
      Huang, A.-N., N. Maeda, D. Shibata, T. Fukasawa, H. Yoshida, H.-P. Kuo, K. Fukui
    • 雑誌名

      Separation and Purification Technology

      巻: 174 ページ: 408-416

    • DOI

      10.1016/j.seppur.2016.09.053

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Influence of the heating method on the particle characteristics of copper oxide powders synthesized from copper nitrate aqueous solutions2016

    • 著者名/発表者名
      Segawa, T., T. Fukasawa, A.-N. Huang, Y. Yamada, M. Suzuki, K. Fukui
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Science

      巻: 153 ページ: 108-116

    • DOI

      10.1016/j.ces.2016.07.008

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 木質バイオマス発電燃焼灰中のカリウム成分の存在形態とその濃縮法2017

    • 著者名/発表者名
      福井 国博・片倉 崇瑛・深澤 智典・Huang An-Ni
    • 学会等名
      化学工学会第82年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2017-03-06 – 2017-03-08
  • [学会発表] The effects of the entrance laminarizer assembly on cyclone performances2017

    • 著者名/発表者名
      Huang A.-N.・深澤 智典・吉田 英人・ 福井 国博
    • 学会等名
      化学工学会第82年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2017-03-06 – 2017-03-08
  • [学会発表] The effect of slit secondary flow on the performance of cyclone2016

    • 著者名/発表者名
      An-Ni Huang,柴田 大貴,深澤 智典, 吉田 英人,福井 国博
    • 学会等名
      第54回粉体に関する討論会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-14
  • [学会発表] Development and validity evaluation of a single-mode-type microwave heating thermogravimetry apparatus2016

    • 著者名/発表者名
      Achmad Dwitama Karisma,濱場 大周,深澤 智典,An-Ni Huang,福井 国博,瀬川 智臣
    • 学会等名
      第54回粉体に関する討論会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-14
  • [学会発表] 木質バイオマス発電燃焼灰のカリウム成分の濃縮と循環利用2016

    • 著者名/発表者名
      福井 国博,片倉 崇瑛,深澤 智典,An-Ni Huang,吉田 英人
    • 学会等名
      第54回粉体に関する討論会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-14
  • [学会発表] マイクロ波加熱によるバイオマス発電燃焼灰と石炭灰のK型ゼオライトへの再資源化2016

    • 著者名/発表者名
      堀籠 瑛・深澤 智典・ Huang An-Ni・福井 国博
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-08
  • [学会発表] 金属硝酸塩混合水溶液のマイクロ波脱硝による金属酸化物粒子の合成2016

    • 著者名/発表者名
      福井 国博・中村 陸・深澤 智典・Huang An-Ni・瀬川 智臣・吉田 英人
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-08
  • [学会発表] 粒子の凝集特性の差異に着目した振動流動層による成分分離2016

    • 著者名/発表者名
      深澤 智典・渡田 寛之・Huang Shih-Yang・平岩 莉歩・ Huang An-Ni・Kuo Hsiu-Po・吉田 英人・福井 国博
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-08

URL: 

公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi