2014 Fiscal Year Annual Research Report
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26289354
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
杉山 貴彦 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90353440)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | リチウム / 同位体分離 / コアシェル型担体 / 置換クロマトグラフィー / ブランケット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度の最も重要な課題は，粒子径が数十μm程度のコアシェル型の担体の調製である．調製方法として，無孔質のシリカビーズ上にゾルゲル法により多孔質層を成長させる方法に取り組んだ．無孔質シリカビーズとして粒径が大きなものの入手が難しかったため，多孔質シリカビーズ（富士シリシア製，クロマトレックスMB，50μm）を熱処理して無孔質化して用いた．次に，無孔質シリカビーズ5 g，界面活性剤としてドデシルアミン0.7 g，蒸留水30 gを入れ，さらに分散液の全量が80 mlとなるようにエタノールで希釈した後，これらを十分に混合し，分散液とした．続いて，25℃の条件下で分散液を撹拌しながらテトラエトキシシラン0.2 gを加えた．撹拌は20時間継続し，テトラエトキシシランを加水分解させて粒子表面に多孔質層の前駆体を形成した．濾過回収した前駆体を，50 mlのエタノールに分散させ，70℃で1時間撹拌し，ドデシルアミンの一部を溶解除去した．これを濾過回収し，550℃で3時間焼成した．調製した担体を，走査型電子顕微鏡を用いて観察したところ，多孔質層の形成が確認できなかった．ゾルゲル法の各種条件を変更して取り組んだが，これまでに多孔質層を形成できていない．
分離性能解析手法の開発については，置換クロマトグラフィーの物質移動過程をバルク流れ，境膜移動，粒内拡散，吸脱着から成ると仮定し，これら全ての素過程を境界条件により接続して直接計算するモデルを開発した。この計算コードにより，コアシェル型担体の多孔質層の厚さをパラメータとして分離性能評価を行い，コアシェル型担体の採用によりHETPを低減できることを示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究計画の最も挑戦的で困難な課題は，平成26年度に予定していた粒子径が数十μm程度のコアシェル型の担体の調製である．当初の計画より，平成26年度に担体調製を達成できなければ，平成27年度に延長して取り組むことを想定していたため，遅れを取り戻す余地は十分に残されている．一方，もう一つの主要課題である分離性能解析手法の開発は，先行して進捗し，当初の目的をほとんど達成している．以上の事情により，やや遅れているとの自己評価とした．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度に引き続き，粒子径が数十μm程度のコアシェル型の担体の調製に取り組む．ゾルゲル法の条件を更に広範囲に変化させて行うとともに，核となる無孔質シリカビーズの種類についても検討する．また，コアシェル型の担体の調製方法として，分相法による方法にも取り組む．これらがうまくいかない場合は，粒子径が数μmと小さくなることが難点ではあるが，市販のコアシェル型担体を採用して，これに環状化合物を結合させてリチウム同位体分離用吸着剤を完成させる．環状化合物の付加や，置換クロマトグラフィーによるリチウム同位体分離に関しては，これまで培った技術がそのまま適用できるため，進捗は速やかであるとして計画できる．
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| Causes of Carryover |
購入物品は，常時価格を精査し，同等品であれば少しでも安いものを選択するように努力しているため，必ずしも当初の計画通りの金額となならない．今回生じた残額は，直接経費の5 %に満たず，妥当と考える．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
繰り越し金は7万円程度と大きくなく，使用計画の変更を要しない．平成27年度の使用計画の範囲内で消費する計画である．平成27年度は残金が０に近づくように，平成26年度の使用実績を参考に努力する．
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