多孔性炭素材料を用いた希薄水溶液からの電解質の除去に関する基礎的研究

多孔性炭素材料の高い比表面積および導電性を利用し、水溶液中からの電解質の有効的な除去および電極の再生方法の開発を目的とした。昨年度は、このために通液式コンデンサー型除去装置を試作し、この除去特性に及ぼす電極活性炭の性状、電圧と電流値、流速などの諸条件に関する情報を取得した。性状が大きく異なる6種類の活性炭を用いて除去能を調べた結果、ミクロ孔が重要な役割を果たしていることが分かった。また、脱離操作により、電極の再生利用が可能であることが明らかになった。本年度は、活性炭の電極試料を追加するとともに、電極表面の化学的な特性(アロイ化)、多成分系の除去特性および除去量の増大化などについても検討を加えた。除去に関与する炭素の表面・裏面の観点においては、同一出発原料の活性炭電極の場合、除去量はそのBET比表面積と極めて良い相関関係があることを認めた。表面の化学的な性質(アロイ化を含む)と除去特性については、炭素表面に導入した酸性官能基は、除去能を促進させる効果があった。この効果が官能基の帯電作用、親水性の改善あるいは炭素自体の電荷の変化に依るのかについてさらに検討を加えたい。炭素のアロイ化を進めて、新規電極の創製に発展させることを計画している。一方、多成分系の除去試験では、微量に混入する有機化合物は、初期の除去に対してはほとんど影響しないことが分かった。また、処理量の増大は、2組の装置を除去・再生の操作に交互運転することにより達成された。今後は脱離速度の向上、極限濃度についても広げたい。

多孔性炭素材料の高い比表面積および導電性を利用し、水溶液中からの電解質の有効的な除去および電極の再生方法の開発を目的とした。昨年度は、このために通液式コンデンサー型除去装置を試作し、この除去特性に及ぼす電極活性炭の性状、電圧と電流値、流速などの諸条件に関する情報を取得した。性状が大きく異なる6種類の活性炭を用いて除去能を調べた結果、ミクロ孔が重要な役割を果たしていることが分かった。また、脱離操作により、電極の再生利用が可能であることが明らかになった。本年度は、活性炭の電極試料を追加するとともに、電極表面の化学的な特性(アロイ化)、多成分系の除去特性および除去量の増大化などについても検討を加えた。除去に関与する炭素の表面・裏面の観点においては、同一出発原料の活性炭電極の場合、除去量はそのBET比表面積と極めて良い相関関係があることを認めた。表面の化学的な性質(アロイ化を含む)と除去特性については、炭素表面に導入した酸性官能基は、除去能を促進させる効果があった。この効果が官能基の帯電作用、親水性の改善あるいは炭素自体の電荷の変化に依るのかについてさらに検討を加えたい。炭素のアロイ化を進めて、新規電極の創製に発展させることを計画している。一方、多成分系の除去試験では、微量に混入する有機化合物は、初期の除去に対してはほとんど影響しないことが分かった。また、処理量の増大は、2組の装置を除去・再生の操作に交互運転することにより達成された。今後は脱離速度の向上、極限濃度についても広げたい。