生物起源珪藻土からの高純度シリカ精製方法の開発

生物硅藻土高纯二氧化硅提纯方法的开发

• 批准号: 14655379
• 负责人: 西山 孝
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655379/
• 关键词: シリカ; 高純度; 精製プロセス; 珪藻土; 高機能材料; 太陽電池; 形状制御

高純度シリカ資源の低コスト・安定供給を目的として,埋蔵量が豊富であるが,これまであまり注目されていない生物起源珪藻土を利用し,太陽電池用シリコンなどの高機能材料に適した高純度シリカの精製を化学プロセスにより行う方法を検討した。また,高機能材料に利用するために重要となる精製するシリカの形状制御についても検討した。はじめに,珪藻土から苛性アルカリ溶液を用いてシリカ成分を抽出する際のシリカ溶解および微量元素の溶出傾向を調べる実験を行った。その結果,温度,水溶液濃度,溶出時間等の条件を適切に調整することで,微量元素の溶出をある程度抑制しながら,シリカを溶出できることが明らかとなった。つぎに,珪藻土より作製した過飽和シリカ溶液からのシリカおよび不純物元素の析出挙動を検討した。その結果,珪藻土に含まれるシリカは,pHが約11以下の領域において析出し,酸性領域とアルカリ領域で異なる析出挙動が確認された。また,アルカリ性側では,溶液温度がシリカの析出時間に大きく影響しないのに対し,酸性側では溶液温度が高いほど,シリカの析出時間が短いことが明らかとなった。そこで,溶液温度を50℃に設定し,pHを種々調整したところ,pH2付近でシリカを析出させると,鉄の少ないシリカを効率的に回収できることが確認された。さらに,珪藻土より抽出したシリカを酸洗浄によって高純度化する手法を検討した結果,濃塩酸を用いて短時間で行うと効果的であることが分かった。これらの結果から,適切な条件の操作を組み合わせ,酸洗浄を繰り返すことで,珪藻土から化学プロセスを用いて純度99.999%以上のシリカ精製の可能性が示唆された。また,珪藻土から精製した高純度シリカ溶液から,高分子凝集剤ポリアクリルアミドを用いて,アルカリ性領域でシリカを析出させると,直径5μm程度の球状のシリカを生成することが確認された。

High purity シリカ resource の low コ ス ト・stable supply を purpose と し て, buried 蔵 amount が豊富 で あ が, こ れ ま で あ ま り さ れ て い な い biological origin 珪Utilization of algae soil, high-performance materials for solar cells, high-purity silica refining, chemical processing methods, and high-performance materials.また, the use of high-performance materials is important and the refinement and shape control are the same.はじめに, diatomaceous earth からcaustic アルカリ solution を extracted with いてシリカ ingredients すThe dissolution tendency of trace elements and the dissolution tendency of べる実験を行った. The results, conditions such as temperature, aqueous solution concentration, dissolution time, etc. are adjusted appropriately, and the trace amount is The degree of dissolution of elements is suppressed, and the dissolution of elements is suppressed.つぎに, した supersaturated シリカ solution からのシリカおよび impurity element の precipitated 挙 検した.そのRESULTS, Diatomaceous earth contains まれるシリカは, pH is about 11 or below, and the area is において is precipitated, and the acidic field and とアルカリarea are different and the precipitation is confirmed by された.また, アルカリsexual side では, solution temperature がシリカの precipitation time に大きく しないのに対し, the solution temperature of the acidic side is high and the precipitation time of the acid is short, and the solution temperature is high and the precipitation time is short.そこで, solution temperature を50℃にsetting し, pH をkind 々 adjustment したところ, pH 2 close でシThe リカを precipitates the させると, the 鄄のless ないシリカを efficiency に recovery できることが confirms the された.さらに, したシリカを acid-washed によって high-purity する technique したシリカを extracted As a result, concentrated acid can be used for a short period of time to achieve the desired effect.これらの Result から, なConditions の group み合わせ, pickled を缲り returned すことで, quail It is possible to refine the chemical raw materials of Hakura Chemical Co., Ltd. with a purity of more than 99.999%.また, diatomaceous earth から refined した high purity シリカ solution から, polymer agglomeration ポリアクリルアミドを use いて, アルThe カリ property field でシリカを precipitates させると, and the spherical のシリカを with a diameter of about 5 μm is generated することが confirmation された.