新しいX線技術を活用した環境汚染解消材料の開発

利用新X射线技术开发消除环境污染的材料

• 批准号: 17750146
• 负责人: 江場 宏美
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Musashi Institute of Technology (2007)National Institute for Materials Science (2005-2006)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17750146/
• 关键词: 光触媒; 水素製造; 二酸化炭素固定; ナノ粒子; 低温合成; 金属の反応; X線分析; 反応速度; コンビナトリアル; 複酸化物; 微粒子; X線イメージング; シンクロトロン放射光; X線吸収微細構造

有機物の分解や水素の製造に活性のある光触媒の開発(1)と、金属を利用した水素生成と二酸化炭素吸収・固定反応の検討(2)を進めた。1.光触媒ZnGa_2O_4について、水熱合成法、沈殿法、その他の低温合成法によってナノ粒子を合成し、電子顕微鏡観察と、X線回折、X線吸収分光によって生成物の評価を行った。その結果、水熱法により作製した粒子は外形および格子縞の整ったナノ結晶であることがわかった。またX線手法によって、電子状態、陽イオン分布、局所構造の乱れなどの分析に成功し、水熱法試料は欠陥が少なく結晶性も高いことが確かめられ、光触媒活性が高いと期待された。助触媒を担持し、紫外線照射下での水分解水素生成反応を観察したところ、水熱法試料が各種合成法の中で最も高い水素生成量を示すことが確認された。以上の結果から、高活性の光触媒を開発するためには、水熱法を用いて欠陥の少ない微粒子を作製することが有効であることが明らかとなった。2.金属利用の水素生成・二酸化炭素固定の研究では、昨年に引き続き金属として鉄を用いて、反応速度を左右する因子について調べた。鉄粉の比表面積が十分大きいときには、反応速度は二酸化炭素分圧に比例し、律速段階は二酸化炭素の溶解・電離過程にある。一方、比表面積が小さいときには、反応速度はアレニウスの式に従って温度とともに上昇し、律速段階が鉄のイオン化・溶解過程にあることが確認された。二酸化炭素の溶解度は温度とともに減少するので、高い反応速度を実現するためには、鉄の供給効率次第で最適な反応温度に設定する必要があることがわかった。また反応活性化を狙って硝酸を添加したところ、二酸化炭素吸収速度の増加が確認された。X線分析の結果、生成した炭酸鉄は粗大結晶と比べて若干の構造の乱れがあることがわかった。以上の結果から、高い反応速度を実現し、実用的プロセスとするための一定の指針が得られた。

The decomposition of organic matter, the production of water, the development of photocatalyst (1), the utilization of metal, the formation of water, the absorption of carbon and the immobilization of carbon (2) 1. Photocatalyst ZnGa_2O_4, hydrothermal synthesis, precipitation method, other low-temperature synthesis methods, particle synthesis, electron microscopy, X-ray reflection, X-ray absorption spectroscopy, evaluation of products. As a result, hydrothermal method is used to prepare particles. X-ray technique, electron state, positive electron distribution, structural disorder analysis, hydrothermal method, high crystallinity, high photocatalytic activity. The catalyst support, UV irradiation of water decomposition water element production reaction, hydrothermal method sample is the highest among various synthesis methods to show the highest water element production. As a result, high activity photocatalyst can be produced by hydrothermal method. 2. A study on the formation of water element and carbon fixation by diacidification of metal utilization has been carried out in the past year. The specific surface area of iron powder is very large, the reaction speed is the proportion of carbon partial pressure, the speed stage is the dissolution and ionization process of carbon. The specific surface area is small, the reaction velocity is small, the temperature is small, the reaction velocity is small, the reaction velocity is small. 2. The solubility of carbon is reduced by the temperature, the reaction rate and the iron supply rate. The increase in the absorption rate of nitric acid and diacidified carbon was confirmed. The results of X-ray analysis show that coarse crystals of iron carbonate are produced, and some structural disorders are caused. The above results show that the high speed of reflection is realized, and the use of the high speed of reflection is achieved.

项目成果

数種のZnGa_2O_4ナノ粒子の合成と結晶性の比較評価

几种ZnGa_2O_4纳米颗粒的合成及结晶度对比评价

• 发表时间: 2008
• 作者: Makoto Shimizu;Jun-ichi Fujisawa;Teruya Ishihara;Nobuko Kariya;R.B.Biniwale;R.B.Biniwale;仮屋 伸子;仮屋 伸子;江場宏美;江場宏美;江場宏美;H. Eba;江場 宏美;江場 宏美;江場 宏美;江場宏美
• 通讯作者: 江場宏美

金属による二酸化炭素の吸収・固定化と水素生成

金属吸收和固定二氧化碳并产生氢气

• 发表时间: 2006
• 期刊: 月刊エコインタストリー vol.11 No.4
• 作者: Makoto Shimizu;Jun-ichi Fujisawa;Teruya Ishihara;Nobuko Kariya;R.B.Biniwale;R.B.Biniwale;仮屋 伸子;仮屋 伸子;江場宏美;江場宏美;江場宏美;H. Eba;江場 宏美;江場 宏美
• 通讯作者: 江場 宏美

高速蛍光X線イメージング法によるZnGa_2O_4コンビナトリアル試料の迅速評価

高速荧光X射线成像方法快速评价ZnGa_2O_4组合样品

• 发表时间: 2007
• 期刊: X線分析の進歩 38
• 作者: Makoto Shimizu;Jun-ichi Fujisawa;Teruya Ishihara;Nobuko Kariya;R.B.Biniwale;R.B.Biniwale;仮屋 伸子;仮屋 伸子;江場宏美;江場宏美
• 通讯作者: 江場宏美

Temperature Dependence of Iron Carbonation Reaction for CO_2 Collection and H_2 Production

CO_2收集和H_2生产铁碳酸化反应的温度依赖性

• 发表时间: 2007
• 作者: Makoto Shimizu;Jun-ichi Fujisawa;Teruya Ishihara;Nobuko Kariya;R.B.Biniwale;R.B.Biniwale;仮屋 伸子;仮屋 伸子;江場宏美;江場宏美;江場宏美;H. Eba;江場 宏美;江場 宏美;江場 宏美;江場宏美;江場宏美
• 通讯作者: 江場宏美

合成手法の異なる亜鉛ガリウム酸化物ナノ粒子のX線吸収微細構造による比較評価

使用不同X射线吸收精细结构合成的氧化锌镓纳米粒子的比较评价

• 发表时间: 2007
• 作者: Makoto Shimizu;Jun-ichi Fujisawa;Teruya Ishihara;Nobuko Kariya;R.B.Biniwale;R.B.Biniwale;仮屋 伸子;仮屋 伸子;江場宏美;江場宏美;江場宏美;H. Eba;江場 宏美;江場 宏美;江場 宏美;江場宏美;江場宏美;江場宏美
• 通讯作者: 江場宏美