2015 Fiscal Year Research-status Report
光触媒の酸化作用制御による新規燃料合成方法の研究開発
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15K05601
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
大脇 健史 名城大学, 理工学部, 教授 (50394474)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光触媒 / 中間生成物 / 酸化作用制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、光触媒材料、照射波長、および酸化ガス濃度により、光触媒の酸化作用を制御することによって、分解が困難であった非食料バイオマスを効率的に有用燃料に変換する技術を開発することを目的としている。初年度は、①酸化制御を調べるためのガス分析システムを構築すること、および②基本的な有機ガスとしてアセトアルデヒドガスを用い、分解生成物の照射波長依存性を明らかにすることを実施した。初年度前半においては、新たにガスクロマトグラフ（島津製作所製ガスクロマトグラフGC-2014AFSC）を導入し、さらに紫外光と可視光源、光学フィルタおよびガラス製反応容器を準備し、光触媒分解生成ガスの測定システムを構築した。初年度後半においては、紫外光応答型光触媒である酸化チタン（石原産業㈱製ST01アナターゼ型およびテイカ㈱MT150Ａルチル型）を用い、紫外光照射下または可視光照射下において空気中におけるアセトアルデヒドガスの分解生成ガスを比較した。
その結果、紫外光照射下では酸化チタンの種類によらず炭酸ガスまで完全分解することが確認できた。一方、可視光照射下においては、光触媒の種類により炭酸ガス発生量、およぼ中間生成物の発生量が相違することがわかった。これは酸化チタン光触媒の種類によって可視光に応答する程度が異なること、酸化分解過程における反応の進みやすさに中間生成物依存性があることによる。さらに、雰囲気から酸化ガスである酸素をなくすことで、中間生成物の発生量が大きく異なった。以上より、光触媒の酸化分解過程を光触媒の種類、光の波長及び雰囲気ガスによって制御できる可能性を見出すことができた。今後、芳香族炭化水素系も含め酸化作用を制御した状況下での中間生成物を分析する。さらに、非食料バイオマスの分解について研究を進め、有用燃料の合成を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
光触媒分解によって生成するガスのガス分析システム構築は予定通り実施できた。その後、光の波長制御による中間生成物の分析において、当初想定していなかった、光触媒粉末自体に吸着していた不純物ガスの影響があり、それを除去する試料準備の見直しに1カ月ほど要し、若干予定が遅れた。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度において得られた光触媒の酸化分解過程を光触媒の種類、光の波長及び雰囲気ガスによって制御できることを、さらに直鎖系炭化水素だけでなく芳香族炭化水素系の分解も含め定量的に中間生成物の分析を進める。さらに、非食料バイオマスであるセルロースおよびリグニンの光触媒分解の酸化作用制御による有用燃料の合成へと進める計画である。
二年目である本年度では、光触媒分解における酸化作用制御に対する酸化ガスである酸素ガスおよび水の影響を明らかにするため、雰囲気中の酸素濃度依存、水の抑制効果を調べる。さらに、セルロースおよびリグニンの光触媒分解過程の中間生成物の種類を見極めるため、早期に定性分析を実施する予定である。
初年度において光触媒粉末に吸着した不純物の影響によって生じた若干の遅れは、教員、修士学生に加え、卒研生も実験メンバーとして増強し分担して進める。
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| Causes of Carryover |
年度末に購入した消耗品の伝票処理が遅れ、次年度になってしまった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度は遅れないように対処します。
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