カチオンサイトの選択的制御による高速空気吸着分離用ゼオライトの開発

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550754
• Research Institution: Ishinomaki Senshu University
• Principal Investigator: 山崎 達也 石巻専修大学, 理工学部, 教授 (60174653)
• Keywords: FAUゼオライト / 空気分離 / 吸着分離 / 窒素吸着 / 酸素吸着 / 銅クラスターイオン

Research Abstract

近年、酸素の工業的需要が高まっている。吸着分離法は有力な酸素製造法の1つであるが、さらなる省力化と低コスト化のために、高性能の空気吸着分離用吸着剤の開発が必要とされている。本研究は、局所選択性の高い表面解析を基礎としたゼオライト系吸着剤の系統的改質により、高い空気分離特性を持つ吸着剤を開発し、それらを利用した高速空気分離プロセスを開発することを最終目標とするものである。本年度は下記のような成果を得た。
1 金属イオンクラスター形成を利用したゼオライト表面の改質 非吸着性カチオンサイトを物理的に閉塞することを目的としてAgおよびCuイオンクラスターを低シリカFAUゼオライト(LSXゼオライト)のソーダライトケージ内に形成させ、さらにLi+でイオン交換してLi^-CuLSX、Li-Ag-LSXを調製した。また、それらの最適調製条件について探査した。
2 金属イオンクラスター含有LSXゼオライトの吸着特性 Li-CuLSXおよびLi-Ag-LSXの構造を解析するとともに、一酸化炭素を吸着プローブ分子として、赤外分光法により吸着サイトの特性を評価した。その結果、銅クラスターイオンを含有したLi-CuLSXゼオライトのCO吸着性が通常のLiLSXと比べて約3倍向上し、サイトIIIへのLi^+の選択的導入が可能であることが明らかになった。
3 空気分離特性の定量的評価 質量分析計を付設した流通式吸着装置を製作し、種々の吸着剤のガス吸着分離特性の定量的解析を可能にした。また、より精密な空気吸着分離特性解析のためのハードおよびソフト面の整備を進めた。