超臨界流体担持プロセスの戦略的設計へ向けた金属錯体吸着挙動の定量的把握

定量理解金属配合物吸附行为，用于超临界流体加载过程的策略设计

• 批准号: 26889011
• 负责人: 宇敷 育男
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-08-29 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26889011/
• 关键词: 吸着; 超臨界; メソポーラスシリカ; 金属錯体

本研究課題では，まず初めに固定層吸着法に基づく超臨界二酸化炭素中における金属錯体の吸着挙動測定装置の開発を行った．本装置は，研究代表者らが既に開発している超臨界CO2中における揮発性有機化合物(VOC)の吸着速度，吸着平衡測定装置の改造により開発したものである．測定においては，金属錯体を溶解させたメタノールと，二酸化炭素をそれぞれ高圧ポンプにより流通，混合後，多孔質担体を封入した吸着カラムに導入し，UV-Vis（紫外可視分光法)検出器で錯体濃度をin-situでモニタリングすることにより，その破過曲線の面積から吸着平衡(吸着量)が定量可能となった．続いて開発した装置により，モデル担体を代表的な多孔質担体であるメソポーラスシリカ(MCM-41)，モデル金属錯体をコバルトアセチルアセトナートCo(acac)3として，温度313 ～353 K，圧力12.5～20.0 MPaの条件範囲で測定を行った．その結果，超臨界二酸化炭素中における金属錯体吸着量は温度，圧力条件に強く依存することが明らかになり，これは各温度，圧力条件における二酸化炭素密度の観点から説明可能であった．以上をまとめると，本申請課題で開発した装置によって．幅広い温度，圧力条件におけるメソポーラスシリカに対する金属錯体吸着平衡の測定に成功した．この結果，本申請課題で目的とする超臨界流体中における金属錯体吸着挙動の定量的データ獲得へ向けた基礎的な方法論を確立することが出来た．

The subject of this study is to develop a device for the determination of adsorption kinetics of metal complexes in supercritical carbon by the electric double layer adsorption method. This device is aimed at the development of adsorption rate of volatile organic compounds (VOC) in supercritical CO2 and the improvement of adsorption equilibrium measurement device. In the determination process, the metal complex is dissolved, the diacid carbon is circulated at high pressure, and after mixing, the porous support is encapsulated, the adsorption rate is introduced, and the UV-Vis (ultraviolet visible spectroscopy) detector is used to detect the concentration of the complex. The porous support (MCM-41) and the metallic complex (Co(acac)3) represented by the porous support were measured under conditions ranging from 313 K to 353 K and pressures ranging from 12.5 MPa to 20.0 MPa. As a result, the adsorption amount of metal inclusions in supercritical diacidified carbon depends on the temperature and pressure conditions. The subject of the present application is the development of a device. The determination of adsorption equilibrium of metal complexes under different temperature and pressure conditions was successful. As a result, the subject of the present application is to establish a methodology for quantitative determination of the sorption behavior of metal inclusions in supercritical fluids.

项目成果

超臨界CO2雰囲気下におけるVOC多成分系吸着平衡の測定及び推算モデルの開発

超临界CO2气氛下VOC多组分吸附平衡的测量及估计模型的建立

• 发表时间: 2014
• 作者: 平山絵里子;金井駿;佐藤英夫;松倉文礼;大野英男;宇敷育男，大田昌樹，佐藤善之，猪股宏
• 通讯作者: 宇敷育男，大田昌樹，佐藤善之，猪股宏

Prediction of VOCs adsorption equilibria under supercritical carbon dioxide conditions

超临界二氧化碳条件下VOCs吸附平衡的预测

• 发表时间: 2014
• 作者: Ikuo Ushiki;Masaki Ota;Yoshiyuki Sato and Hiroshi Inomata
• 通讯作者: Yoshiyuki Sato and Hiroshi Inomata

Preparation of Mesoporous Silica Supported Cobalt Catalysts using Supercritical Fluids for Fischer-Tropsch Synthesis

超临界流体制备介孔二氧化硅负载钴催化剂用于费托合成

• DOI: 10.1016/j.cherd.2015.01.005
• 发表时间: 2015
• 期刊: Chemical Engineering Research and Design
• 影响因子: 3.9
• 作者: Taichi Shimizu;Ikuo Ushiki;Masaki Ota;Yoshiyuki Sato;Naoto Koizumi;Hiroshi Inomata
• 通讯作者: Hiroshi Inomata

超臨界法による担持触媒調製に向けたメソポーラスシリカへの金属前駆体吸着平衡測定

超临界法制备负载型催化剂介孔二氧化硅上金属前驱体吸附平衡的测定

• 发表时间: 2015
• 作者: Y. Ueda;T. Fujisawa;S. Kanazawa;W. Kobayashi;K. Takahata;H. Sanjoh;and H. Ishii;清水 太一，高橋 直人，宇敷 育男，大田 昌樹，佐藤 善之，猪股 宏
• 通讯作者: 清水 太一，高橋 直人，宇敷 育男，大田 昌樹，佐藤 善之，猪股 宏

A kinetic study of organic compounds (acetone, toluene, n-hexane and n-decane) adsorption behavior on activated carbon under supercritical carbon dioxide conditions at temperature from 313 to 353 K and at pressure from 4.2 to 15.0 MPa

• DOI: 10.1016/j.supflu.2014.08.021
• 发表时间: 2014-11
• 期刊: Journal of Supercritical Fluids
• 影响因子: 3.9
• 作者: Ikuo Ushiki;Masaki Ota;Yoshiyuki Sato;H. Inomata