二酸化マンガン-層状複水酸化物複合体の合成と酸性排ガス処理への循環利用

二氧化锰层状双氢氧化物配合物的合成及其在酸性废气处理中的回收利用

• 批准号: 22H00565
• 负责人: 亀田 知人
• 金额: $ 27.79万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00565/
• 关键词: 層状複水酸化物; 二酸化マンガン; 複合体; 酸性排ガス処理; 循環利用; 還元; 共沈法; 再水和法; アニオン交換法

層状複水酸化物（LDH）は、ホスト層の2価金属、3価金属の組み合わせが様々であり、多様な組成を取ることが可能である。また、ゲスト層に目的のアニオンを複合し様々な機能を持たせたり、金属を担持したりすることも可能である。当該年度は、Mg-Al LDHにMnO2を複合し、酸化触媒および吸着剤としての機能を持つMnO2/Mg-Al LDHの創製を試みた。MnO2/Mg-Al LDHはまず前駆体として、過マンガン酸イオン(MnO4-)をLDH層間にインターカレートしたMnO4型Mg-Al LDHを合成し、その後塩化マンガン中で還元することでMnO2/Mg-Al LDHを合成した。MnO4型Mg-Al LDHの合成法は、共沈法、再水和法、アニオン交換法の3つの方法を選択し、生成物の化学組成及び構造を比較検討した。3つの方法で合成したMnO4型Mg-Al LDHは、すべて層状構造を保持しており、どのLDHもMn元素を含有していたことから、MnO4-が層間にインターカレートされていることが分かった。共沈法によるMnO2/Mg-Al LDHは層状構造を保持していたが、3つの合成方法の中で最もMn含有量が少なかった。再水和法によるMnO2/Mg-Al LDHは、層状構造をよく保持しており、Mn含有量は2番目に多かった。Mn/Al=1.0で合成したアニオン交換法によるMnO2/Mg-Al LDHは、層状構造をよく保持しておりMn含有量は10.4wt%であった。Mn/Al=10で合成したアニオン交換法によるMnO2/Mg-Al LDHは、Mn含有量はもっとも多かったが、層状構造が保持できていなかった。MnO2/Mg-Al LDHに含まれるMn元素はほとんどMnO2の状態であり、ホスト層の電荷は共沈法ではCl-が補償していると考えられる。

Layered compound water acidification (LDH) は, ホ ス の ト layer 2 価 metal, 3 価 metal の group み わ せ が others 々 で あ り, many others in an な を take る こ と が may で あ る. ま た, ゲ ス ト layer に の ア ニ オ ン を composite し others 々 な function を hold た せ た り metal を bear hold し た り す る こ と も may で あ る. When the annual は, Mg - Al LDH に MnO2 を composite し, acidic catalyst お よ び sorption tonic と し て の function を hold つ MnO2 / Mg - Al LDH の created を try み た. MnO2 / Mg - Al LDH は ま ず 駆 body before と し て, マ ン ガ ン acid イ オ ン (MnO4 -) を LDH layers に イ ン タ ー カ レ ー ト し た MnO4 type Mg - Al LDH を synthetic し, そ の after salt chemical マ ン ガ ン で yuan also in す る こ と で MnO2 / Mg - Al LDH を synthetic し た. The <s:1> synthesis method <e:1> of MnO4 type Mg-Al LDH, co-precipitation method, rehydration method, and アニ <s:1> exchange method <e:1> are selected. The を method を is selected from 択 <e:1>, and the chemical composition and び structure of the products are compared 検 to discuss た. 3 つ の way で synthetic し た MnO4 は Mg - Al LDH, す べ て layered structure を keep し て お り, ど の LDH を も Mn element contains し て い た こ と か ら, MnO4 - が interlayer に イ ン タ ー カ レ ー ト さ れ て い る こ と が points か っ た. Total shen method に よ る MnO2 / Mg - Al LDH は layered structure を keep し て い た が, 3 つ の synthesis の で most も Mn contain fewer が な か っ た. Water and method again に よ る MnO2 / Mg - Al LDH は, layered structure を よ く keep し て お り, Mn containing は more than 2 times eye に か っ た. Mn/Al = 1.0 で synthetic し た ア ニ オ ン exchange method に よ る MnO2 / Mg - Al LDH は, layered structure を よ く keep し て お り Mn containing は 10.4 wt % で あ っ た. Mn/Al = 10 で synthetic し た ア ニ オ ン exchange method に よ る MnO2 / Mg - Al LDH は, Mn containing は も っ と も more か っ た が, layered structure が keep で き て い な か っ た. Contains MnO2 / Mg - Al LDH に ま れ る Mn element は ほ と ん ど MnO2 の state で あ り, ホ ス は の ト layer charge total shen method で は Cl - が compensation し て い る と exam え ら れ る.