Development of co-production method of key industrial raw materials and heavy metal adsorbents from biomass waste

生物质废弃物联产关键工业原料与重金属吸附剂方法开发

• 批准号: 21H03638
• 负责人: 望月 友貴
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03638/
• 关键词: 水銀イオン; バイオマス; チャー; 塩素化; 吸着; 吸着剤

令和4年度は、(ii)重金属吸着剤としての塩素化残渣(Cl 担持炭素)の有効利用の可能性を調べる一環として籾殻チャー(RC)を1000℃で塩素化処理した残渣のHgイオン吸着性能を調べた。RCと塩素化残渣のHg吸着試験にはHgCl2溶液を使用し、25oCで実施した。溶液中のHg濃度は水銀分析計で測定した。RCと残渣のHg吸着性能を調べた結果、吸着データはLangmuir式で表現可能であった。平衡吸着量は各々216と620mg/gと見積もられ、後者は高いHg吸着性能を有することが見いだされた。本残渣は先行研究で報告されているS担持炭素よりも高い性能を示した。RCと残渣の吸着速度評価では、いずれも吸着量は8h以上でほぼ一定となり、疑二次速度式で表現可能であった。RCと比べ残渣でHg吸着性能が高いのは、塩素化時のSi揮発による多孔質化と炭素質物質上に吸着したClが影響している可能性が考えられたことから細孔性状と表面分析を行なった。RCでは細孔がほぼ存在しなかったが、残渣では4nm付近に細孔径分布ピークが観測され、その表面積は335m^2/g(9%-Cl)であった。この細孔発達はSiの揮発に起因する。XRS分析の結果、Clは炭素と結合した状態で存在した。Hg吸着に及ぼす細孔とClの影響を検討するためRCを脱灰処理した試料(DRC, 405m^2/g)の塩素化残渣のHg吸着性能を調べた。塩素化DRC(545m^2/g, 7%-Cl)のHg吸着能(884mg/g)はDRC(647mg/g)やCl量が多い600℃塩素化DRC(225m^2/g, 30%-Cl, 198mg/g)と比較し大きかった。DRCとRC塩素化残渣の細孔性状の比較から、Hg吸着には細孔の発達に加え、塩素化時にRC中の炭素上に吸着したClも関与している可能性が示された。

在2022财政年度，作为研究有效使用氯化残基（Cl支持的碳）作为重金属吸附剂的可能性的一部分，研究了通过氯离子吸附性能通过1000°C氯化稻壳炭（RC）获得的残基的Hg离子吸附性能。使用HGCL2溶液以25 OC进行RC和氯化残基的Hg吸附测试。使用汞分析仪测量溶液中的HG浓度。通过检查RC和残基的HG吸附性能，可以使用Langmuir方法表示吸附数据。估计的平衡吸附量分别为216 mg/g，发现后者具有高HG吸附性能。如先前的研究所报道，该残留物的性能比S支持的碳表现更好。在评估RC和残基的吸附速率时，吸附量在8小时或更长时间时几乎恒定，并且可以使用同时的二级速度方法表示。残留物的Hg吸附性能高于RC的原因是，人们认为在氯化过程中Si挥发引起的孔隙率以及在碳质材料上吸附的Cl可能具有效果，并且进行了孔特性和表面分析。尽管RC几乎没有孔，但在4 nm左右的残基中观察到孔尺寸分布峰，其表面积为335 m^2/g（9％-cl）。这种孔的发展是由于Si的挥发。 XRS分析表明，Cl存在于碳键状状态。为了研究孔和Cl对Hg吸附的影响，研究了对经过RC去矿化治疗的样品中氯化残基的Hg吸附性能。 Hg吸附能力（884 mg/g）的氯化DRC（545 m^2/g，7％-cl）大于DRC（647 mg/g）和600°C氯化的DRC（225 m^2/g，30％-cl，198 mg/g），其含量很高。 DRC和RC氯化残基的孔特性的比较表明，除了毛孔的发展外，在氯化过程中吸附在碳中的碳吸附的Cl吸附也可能参与Hg的吸附。

项目成果

塩化揮発法による籾殻からの有用成分と機能性材料のコプロダクション法の開発

氯化物挥发法稻壳联产有用成分和功能材料的方法开发

• 发表时间: 2021
• 作者: 林稜也;安池一貴;片桐美紀;大前貴裕;窪野一郎;田代陽介;二又裕之;望月友貴
• 通讯作者: 望月友貴