ナノ構造を有する非平衡酸化鉄による環境汚染ガス分解

利用纳米结构非平衡氧化铁分解环境污染气体

• 批准号: 17760579
• 负责人: 山末 英嗣
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Kyoto University
• 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-17760579/
• 关键词: 二酸化炭素; FeO; スラグ; メカニカルミリング; 活性化; 酸化鉄; 二酸化炭素固定

初年度,2年次ではメカニカルミリングを施したウスタイト(FeO)およびマグネタイト(Fe304)を用い,500℃でCO2固定を行う研究を進めた。その結果,FexOを用いた773KでのCO2分解実験では,5min以上ミリングした試料はCO2を炭素原子まで分解することが明らかになった。また,Fe304を用いた実験では,ミリング時間が72時間より長い領域では,二酸化炭素分解実験後に試料に含まれる炭素濃度は,ミリング時間が長い試料ほど高く,これは72時間以上のミリングでマグネタイトがウスタイトに相変化したことが大きな原因であること明らかにした。最終年度ではその成果を受け,スラグに含まれるFeO成分に注目した。スラグを用いたCO2固定に関して,スラグ中の主成分であるCaOを利用する報告はいくつか存在するが,スラグ中のFeOに注目し,その有効利用について検討を加えた研究はほとんどなされていない。実験試料として,代表的な水砕製鋼スラグを用いた。実験の結果,CO2固定量はミリング時間3hまでは増加し,3h以上のミリング時間で停滞・減少傾向が確認された。CO2固定能が向上した原因としては比表面積の増大が大きな寄与をしていると考えられるが,それだけで全ての傾向を説明できないことが分かった。そこで,XRD, EDXを用いて試料の表面組成がどのように変化するかを調べたところ,ミリング時間が経過するにつれ,見かけ上のFeO濃度が増加していることが分かった。この原因として,ミリングに伴い製鋼スラグ内部に含まれるFeOが表面に露出したことが考えられる。すなわち,ミリングに従いCO2固定能が向上したのは,ミリングによる活性化およびFeOの表面露出化の相乗効果によるものと考えられる。

In the first year, the second year, CO2 fixation at 500 ℃ was studied. As a result, CO2 decomposition at 773K for FexO samples was observed over 5min, and CO2 decomposition at 773 K for carbon atoms was observed. For example, when Fe304 is used, the carbon concentration in the sample after the decomposition of carbon dioxide is 72 hours, and the carbon concentration in the sample after the decomposition of carbon dioxide is 72 hours, the carbon concentration in the sample is 72 hours. The results of the final year were received, and the FeO content was noted. CO2 fixation is the main component in the process, CaO utilization is the main component in the process, FeO is the main component in the process, and FeO utilization is the main component in the process. The test sample is used to represent the steel production process. As a result, the CO2 fixation increased after 3h, and stagnated or decreased after 3h. The reason why CO2 fixation energy rises is that the specific surface area increases greatly and the tendency of CO2 fixation to increase completely is explained. For example,XRD, EDX, etc., the surface composition of the sample changed from high to low, and the FeO concentration increased from high to low. The reason for this is that FeO is contained in the steel inside and exposed on the surface. CO2 fixation is a process of increasing the activity of FeO and increasing its surface area.

项目成果

メカニカルミリングした製鋼スラグによる二酸化炭素の固定

使用机械研磨钢渣固定二氧化碳

• 发表时间: 2007
• 作者: 山末英嗣;錦織歩;奥村英之;石原慶一
• 通讯作者: 石原慶一

Decomposition of Carbon Dioxide into Carbon using Mechanically milled Magnetite

使用机械研磨的磁铁矿将二氧化碳分解为碳

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Alloys and Compounds, vol.434-435 434-435
• 作者: Eiji YAMASUE;Hironori YAMAGUCHI;Hideyuki OKUMURA;Keiichi N.
• 通讯作者: Keiichi N.

Carbon Dioxide Reduction into Carbon by Mechanically-milled Wustite

通过机械研磨维氏体将二氧化碳还原为碳

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Materials Science (accepted)(accepted, DOI:10.1007/s10853-006-0458-0)
• 作者: Eiji YAMASUE;H.YAMAGUCHI;A.NAKAOKU;H.OKUMURA;K.N.
• 通讯作者: K.N.