硝酸イオン認識・吸着貯蔵型フィルタ-の開発

硝酸根离子识别/吸附/存储过滤器的开发

• 批准号: 02202208
• 负责人: 金子 克美
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02202208/
• 关键词: 硝酸イオン; 吸着; 環境; 活性炭; ミクロ孔; 表面修飾

ミクロポ-ラス炭素の中で優れた吸着時性を示す活性炭素繊維(ACF)の構造をX線回折,磁化率測定,高分解能N_2吸着測定から調べた。ACFは20A^^°程度のミクログラファイトから成っており,そのミクログラファイト構造は反磁性の程度と密接に関係している。N_2吸着によれは10A^^°程度のミクロ孔を持っていた。このようなACFにαーFeOOH,βーFeOOH等の鉄酸化物の超微細結晶を高分散化した。高分散化の程度はX線吸収スペクトル(EXAFS)により調べた。高分散化によっても,N_2吸着測定によるとミクロ孔構造に大きな差異はみられなかった。これらの試料について硝酸イオン吸着性を調べた。希薄硝酸イオン吸着特性の動的特性を測定できるように,定温(30℃)定流速(20ml/min)吸着装置を製作した。この装置は希薄硝酸イオン特性の重要な破過曲線を与える。ACF,上記修飾ACFのみならずゼオライトおよびシリカゲルについても検討した。シリカゲルおよびゼオライトには30PPmの硝酸イオンは30℃で全く吸着しないが,鉄酸化物高分散化ACFでは2PPmにまで濃度を低下でき,吸着量も2.2mg/gに達する。ACFでの濃度低下は14PPm,吸着量は1.4mg/gにすぎないので,鉄酸化物高分散化の効果は著しい。更に1/4量の塩化物イオンが共存しても硝酸イオン吸着能に何ら障害とならず、選択的吸着能を有すると考えられる。上記の動的吸着特性以外にも静的な硝酸イオン吸着等温線を測定しており,フロイントリッヒ型等温線を見出している。現在,種々の表面修飾ACFを調製しており,一層の硝酸イオン認識機能を有する吸着フィルタ-の開発へと進んでいる。

通过X射线衍射，磁敏感性测量和高分辨率N_2的吸附测量测量，研究了微孔碳中表现出卓越吸附性能的活性碳纤维（ACF）的结构。 ACF由大约20a^°的显微照片组成，其显微照片结构与Diamagnetism的程度密切相关。 N_2吸附的微孔约为10a ^^°。 ACF中高度分散了铁氧化铁的超铁晶体。通过X射线吸收光谱（EXAFS）检查了高色散的程度。即使具有较高的分散体，根据N_2的吸附测量值，微孔结构也没有观察到显着差异。检查了这些样品的吸附特性。制造了恒定温度（30°C）恒定流速（20ml/min）吸附装置，以便可以测量稀硝酸盐离子吸附性能的动态特性。该设备为稀硝酸盐特性提供了重要的突破性曲线。我们还研究了ACF和改良的ACF，还研究了沸石和硅胶。尽管30 ppm的硝酸盐离子在30°C的硅胶和沸石上均不吸附，但使用高度分散的氧化铁ACF可以将浓度降低至2ppm，并且吸附量达到2.2 mg/g。 ACF中的浓度下降仅为14 ppm，吸附量为1.4 mg/g，因此高氧化铁的高分散体的影响很大。此外，即使1/4的氯离子量共存，也不会干扰吸附硝酸盐离子的能力，并且被认为具有选择性的吸附能力。除了上述动态吸附特性外，还测量了静态硝酸离子吸附等温线，并发现了氟糖型等温线。当前，正在准备各种表面修饰的ACF，并且正在执行具有较高硝酸盐离子识别功能的吸附过滤器的发展。

项目成果

金子 克美: "Molewlar Resolution Analysis of αーFeOOH Dispersed Activated Carbon Fibers" Langmuir. 7. 109-115 (1991)

Katsumi Kaneko：“α-FeO​​OH 分散活性碳纤维的分子分辨率分析”Langmuir。7. 109-115 (1991)

金子 克美,カマラソリ-,屋関 寿美男,相馬 光之: "Dynamic NO_3^ー Adsorption Characteristics of IronーOxide Dispersed Activated Carbon Fibers" Carbon.

Katsumi Kaneko、Camarasori、Sumio Yaseki、Mitsuyuki Soma：“动态 NO_3^- 氧化铁分散活性碳纤维的吸附特性”碳。

金子 克美,山口 桂,石井 千明,屋関 寿美男,萩原 茂示,鈴木 孝臣: "Size Evaluation of Graphitic Crystallites in Activated Carbon Fibers from Diamagnetic Susceptibility Measuremeuts" Chemical Physics Lehers. 176. 75-78 (1991)

Katsumi Kaneko、Katsura Yamaguchi、Chiaki Ishii、Sumio Yaseki、Shigeki Hagiwara、Takaomi Suzuki：“通过抗磁性磁化率测量对活性碳纤维中的图形微晶进行尺寸评估”化学物理 Lehers 176. 75-78 (1991)。