XPS Study of the Influence of CO2 on H2 Flux through a Composite Membrane Made of Palladium and Porous Stainless Steel

Plating a Pd membrane on the outer surface of a porous stainless steel (PSS) tube facilitates rapid H2 permeation with an absolute selectivity; the permeation is based on the solution-diffusion transport mechanism. Reforming of carbon hydride is a well-known method of manufacturing H2. CH4 dry reforming is performed in a membrane reactor using a thin Pd membrane. In this reaction, chemisorbed CO2 is known to affect H2 permeation behavior. The effect on H2 permeation and membrane stability were investigated by performing a permeation test and by XPS. After H2 was permeated through the Pd membrane, CO2 was flowed over the membrane for 1 h, and H2 was once again permeated through the membrane. In the experiment, the temperatures were 623, 723, and 823 K, the differential pressure was 0.1 MPa, and the feed rate was 10 mL/min. CO2 was replaced by He and the experiment was performed under the same conditions. After the second H2 permeation, the H2 flux increased with the time and attained its original value. The time required to attain the original value was dependent on the gas and the temperature. In the case of the He flow, the time required was only 5 min and was independent of the temperature. On the other hands, in the case of the CO2 flow, the required times were 10 min and 25 min at 623 K and 723 K or 823 K, respectively. After the CO2 flow, the XPS spectra of the surface of the Pd membrane were measured. The spectra showed that PdO was formed on the Pd membrane by oxidation of the Pd surface. The PdO was formed by chemisorbed CO2, and the H2 permeability was degraded by PdO; however, PdO was easily reduced to Pd by the H2 flow. When the experiment involving CH4 dry reforming was performed in the Pd membrane reactor with conventional Pt-based catalysts and a sweep gas for 12 h at 873 K, the H2 flux, H2 selectivity, and H2 recovery were ca. 6 mL/min, 98% (calculated by excluding the sweep gas), and 80%, respectively.

Journal of Chemical Engineering of Japan


Photocatalytic activity of nitrogen and fluorine co-doped titanium dioxide prepared using of various pH solutions

International Journal of Modern Physics B


The effect of carbon monoxide on the hydrogen permeability of a palladium membrane


Performance of a bench scale annular type packed bed photocatalytic reactor for decomposition of indigo carmine dissolved in water

A bench-scale annular-type packed-bed photocatalytic reactor with TiO2-coated glass beads as the photocatalyst was designed; the performance of the reactor was evaluated by using it for the photocatalytic decomposition of indigo carmine (IC) dissolved in water. The reactor was operated in a recirculation batch mode, and the dye solution in the reservoir was recirculated through the photocatalyst bed in the annular space of the reactor. The concentration of the dye in the reservoir decreased gradually with an increase in the operation time. The time course of the change in the IC concentration was calculated numerically by assuming first-order kinetics, and the overall rate constant of photocatalytic decomposition was determined by fitting the calculated time course to the experimental value obtained for various treatment times. The overall decomposition rate constants decreased with an increase in the initial concentration of the IC solution. The rate-controlling step in the photocatalytic decomposition was the mass transfer of IC from the bulk of the solution to the catalyst surface when the flow rate was less than 1 dm3/min; however, when the flow rate exceeded the transition flow rate, the reaction occurring at the catalyst surface was the rate-controlling step.


Adsorption properties and photocatalytic activity of TiO2 and La-doped TiO2


Preparation and characterization of nitrogen-doped mesoporous titania with high specific surface area


Preparation and Function of Composite Material Arrayed Mesoporous Silica Microsphere on Titania Film

チタニア薄膜上に配列された球状メソポーラスシリカ粒子複合材料の調製と機能

Journal of the Society of Powder Technology, Japan


Characterization of Palladium and Palladium-Silver Alloy Layers on Stainless Steel Support


FTIR Study on Molecular Contamination on Surface of Optical Materials


Photocatalytic Reaction of Acetone on Mesoporous Chromium Silicate


Spectroscopic study for photocatalytic decomposition of organic compounds on titanium dioxide containing sulfur under visible light irradiation

Yellowish S-containing TiO2 (S-TiO2) powders were prepared by calcination of a mixture of titanium(III) chloride and ammonium thiocyanate solutions. Three kinds of S-TiO2 were prepared by varying the concentration of ammonium thiocyanate (0.5, 1 or 13 M). X-ray photoelectron spectroscopy spectra of the S-TiO2 showed that sulfur atoms existed on the surface of TiO2 powders. But the peaks assigned to S disappeared after Ar+ etching, which means that these atoms were not doped in the bulk of the TiO2 powders. While UV-visible absorption spectra of S-TiO2 showed that the absorption edges of these photocatalysts were seen to shift to a longer wavelength (lower band gap energy) than those of undoped rutile TiO2 prepared and commercial anatase type TiO2 (ST-01). The S-TiO2 (1 M) exhibited higher photocatalytic activity than ST-01 for degradation of methylene blue in aqueous solution under visible light irradiation (lambda > 400 nm). It was also confirmed by IR spectroscopy that acetaldehyde in oxygen under visible light irradiation (lambda > 400 nm) was decomposed to acetic acid by the S-TiO2 and ST-01 at the first decomposition step.

Journal of Colloid and Interface Science


Employment of 31P MAS NMR for the Identification of Amorphous Precipitation Products Obtained from MAP Process

マグネシアと塩化マグネシウムによって水溶性リン酸およびアンモニアの同時除去を行い，その生成物の構造決定を固体NMRで行った．上記の除去法はMAPプロセスとよばれ，除去後にはマグネシウムアンモニウムホスフェート(MAP)という難溶性の物質となり，固定化除去されると言われていた．MAPは遅効性肥料として有効であるが，現場からはその肥料としての安定性が無いことが指摘されていた．本研究で固体31P MAS NMRを用いて分析したところ，MAP以外に多くのリン酸塩が形成されており，そのために品質が安定しないことを明らかにした．

Bulletin of the Chemical Society of Japan


Removal of Aqueous Ammonium with Magnesium Phosphates Obtained from the Ammonium-Elimination of Magnesium Ammonium Phosphate

水質汚染の元凶である水溶性リン酸，アンモニウムを回収した際に生成するアンモニウムマグネシウムフォスヘート(MAP)を，水質改善材料として再利用するため，MAPの熱分解挙動，熱分解で生成した化合物の同定とアンモニア回収への再利用を検討した．熱分解生成物には様々な化合物が提案されていたがリン酸1水素マグネシウムであることを固体NMRで明らかにした．また，熱分解生成物を水溶性アンモニウムの回収に利用できることを明らかにした．


Adsorption and Photocatalytic Decomposition of Volatile Organic Compounds on Photocatalyst of TiO2-silica beads


Adsorption Properties of Nitrogen, Carbon Dioxide and Nitorgen Dioxide onto Mesoporous Chromium Silicate


Immobilization of Aqueous Tetravalent Cations of Titanium and Zirconium with Calcium Hydroxyapatite

最近高い光触媒活性を示すことが報告されたチタンアパタイトの合成処方を検討した．既報のチタンアパタイト調製法では共沈法が採用されていたが，その処方では共沈とはならないことを明らかにした．そして，正しい共沈処方を示すとともに表面改質法によるアパタイトのチタン修飾法を報告した．またチタンと同様に4価であり光触媒機能を持つジルコニアについても表面改質の検討を行い，将来の光触媒として可能性のあるチタンおよびジルコニアアパタイトの調製法を明確にした．

Colloids and Surfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects


The Synthesis and Phosphate Adsorption Properties of Mg(II)-Mn(II) Layered Double Hydroxides and Their Heat-Treated Materials

本論文はMg(II), Mn(II)のハイドロタルサイト様化合物(LDH)共沈法によって合成し，その層構造と調製条件との関係を検討したものである．Mg/Mn比が3のとき層間隔0.75Åの結晶性のLDHが得られるが，Mg/MN比がこれより小さくなると結晶性が悪くなり，層間隔も小さくなることが分かった．573 Kで4時間焼成すると層間の水および炭酸塩イオンの部分的な減少を伴ってアモルファス相に変化した．化学分析およびIR測定から，焼成の間にMn(III)はMn(IV)に酸化され，HNO3-が生成することを明らかにした．アニオンに対する吸着選択性は，未焼成のLDHについては Cl- < NO3- < SO42- <HPO42- であり，焼成LDHについては Cl-, NO3-, SO42- <<HPO42-となった．また，上澄液のpH滴定から，リン酸塩吸着過程は主として HNO3-/HPO42-のイオン交換によって進行することを明らかにした．


Adsorption Properties of Gases onto Mesoporous Chromium Silicate

クロムを含有するメソポーラスシリカ(Cr-FSM-16)のガス吸着特性を検討した．珪素とクロムの比(Si/Cr比)が170と390のCr-FSM-16は，クロムを含まないFSM-16と細孔径は変わらなかったが，比表面積が2/3程度に減少した．窒素のCr-FSM-16への初期吸着熱はFSM-16にくらべ大きくなったが，二酸化炭素のCr-FSM-16への初期吸着熱はFSM-16にくらべ小さくなった．また，Cr-FSM-16は，光を照射しない条件下でも二酸化窒素を分解することがわかった．


Studies on selective adsorbents for oxo-anions. Nitrate ion-exchange properties of layered double hydroxides with different metal atoms

本論文はブルサイト層に種々の金属イオン(Mg-Al, Co-Fe, Ni-Fe, Mg-Fe)を持ったハイドロタルサイト様化合物(LDH)を合成し，その層構造およびアニオン交換能やアニオン選択性について研究したものである．基底面の面間隔はブルサイト層内の金属イオン種によって変化した．Ni-FeのLDH，特に120℃で水熱処理したハイドロタルサイト(Ni-FeLDH(HT))は硝酸イオンに対して高い選択性を有し，高い選択性が硝酸イオンのサイズに適した層間隔に依るものであることを示した．Ni-FeLDH(HT)の硝酸イオン交換能がpH5∼pH10の範囲で変化しないこと，また，化学分析から硝酸イオン吸着がCl-/NO3-のイオン交換によるものであることを明らかにした．Ni-FeLDH(HT)は種々のアニオンが共存する海水中や工場排水からも硝酸イオンを選択的に吸着除去できる吸着剤であることを示した．


Immobilization of Aqueous Heavy Metal Cations with Phosphates and Sulfates

リン酸一水素ナトリウム，カリウム，マグネシウムおよびカルシウムを用いると，鉛，カドミウム，コバルトおよび銅の2価カチオンを含んだ水溶液から短時間でこれら重金属カチオンを固定化回収できることが明らかにした．また硫酸マグネシウムおよびカルシウムを用いても水溶性鉛の固定化回収ができることを見出し，このような固定化能はカルシムヒドロキシアパタイトに限定されていたが，様々な化合物への展開の可能性を示した．


Nitrate ion-sieve properties of layered double hydroxides

ブルサイト層に(Mg-Al, Mg-Fe, Ni-Fe, Co-Fe, Li-Al)の金属を含む層状水酸化物(LDH)を調製し，種々のアニオン(CO3-, NO3-, HPO42-, SO42-)アニオン交換の特性についてバッチ法で検討した．ブルサイト層の基底層間隔に依存して硝酸イオン篩能を持つことが分かった．硝酸イオンの分配係数は層間距離0.81 nm有し，硝酸イオンを固定するに適した電荷を持つNi-Fe型のLDHが最大であることを明らかにした．


Heavy Metal Immobilization in Aqueous Solution Using Calcium Phosphate and Calcium Hydrogen Phosphates

リン酸カルシウムおよびリン酸水素カルシウムによる水溶性重金属の回収挙動を報告した．水溶性重金属の回収体として知られているカルシウムヒドロキシアパタイトの回収機構によるとアパタイト以外もリン酸塩も回収剤として可能性があることを示している．しかし，アパタイト以外の回収剤の検討を行った例が無かった．本研究でアパタイトよりも溶解度の高いリン酸塩を用いたところアパタイトを超える回収能があることが分かった．

Journal of Colloid and Interface Science


Binding Properties of a Water-Soluble Chelating Polymer with Divalent Metal Ions Measured by Ultrafiltration. Poly(alpha-acethylaminoacrylic acid)

本論文は水溶性キレートポリマーのポリ(alph-アセチルアミノアクリル酸)と二価金属イオン(Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II), Pb(II))との結合平衡関係をバッチ式限外濾過法によってpH4-6の範囲で求め，提案した錯形成モデルによって結合平衡関係を解析したものである．モデルに基づく結合平衡曲線と実験値とのカーブフィティングによって，逐次錯安定度定数および平衡定数を求めている．これらの値を用いて，任意の初期濃度に対する結合平衡関係を推算することができ，平均配位数とpHの関係について説明できることも示した．

Industrial & Engineering Chemistry Research


31P MAS-NMR Evidence of Formation of Solid-Solution-Type Apatite from Ion-Exchange of Strontium Hydroxyapatite with Copper(II) Ion

ストロンチウムヒドロキシアパタイトと銅(II)イオンとのイオン交換でできる銅‐ストロンチウムヒドロキシアパタイトの構造は，銅ヒドロキシアパタイトとストロンチウムヒドロキシアパタイトの相分離した形ではなく，ストロンチウムヒドロキシアパタイトのストロンチウムが銅と同形置換した固溶体の形であることを固体NMRを用いて明らかにした．


The Control of Pore Structure and Adsorption Characteristicsof Mesoporous Silicas

メソ多孔性シリカの細孔構造の制御と吸着特性

To modify the adsorption characteristics of the mesoporous silica FSM-16, Al-incorporated FSM-16 (Al-FSM-16) and trimethylsilylated FSM-16 (TMS-FSM-16) were prepared. The pore structureand the adsorption characteristics of these modified mesoporous materials were examined by usingprobe molecules of N2 and CO2. BET surface area of Al-FSM-16 was reduced to 470 m2·g-1, about one-half of the surface area of FSM-16. However, the separation factor for CO2 from CO2-N2 gas mixtures (CO2/N2=20.1/79.9) on Al-FSM-16 was higher than on FSM-16 in the total pressure range from 0.2 to 0.3 MPa. This implies that CO2 is adsorbed selectively to Na+, which is present to compensate for thenegative charge generated by incorporating Al in the framework of the mesoporous silicas. By trimethyl-silylation of FSM-16, 82% of the surface area was covered with trimethylsilyl (TMS) groups, and thepore size decreased to 2.3 nm from the 2.8 nm of FSM-16. Much less CO2 was adsorbed on TMS-FSM-16 than that on FSM-16, possibly due to the smaller amount of free SiOH groups of TMS-FSM-16.

メソ多孔性シリカであるFSM-16の骨格にAlを導入したAl-FSM-16およびシリル化処理を施したTMS-FSM-16を調製し，その細孔構造と吸着特性について，窒素および二酸化炭素をプローブ分子として検討した．Al-FSM-16の比表面積はFSM-16にくらべ半分程度になったが，二酸化炭素と窒素との混合気体を吸着させると，二酸化炭素の分離係数が FSM-16にくらべ2倍以上大きくなることを見出した．FSM-16のシリル化では，メソ孔内表面の82%がTMS基により被覆され，細孔径が2.8nmから2.3nmに減少した．


Adsorption Selectivity of FSM-16 for Several Organic Compounds

メソ多孔性シリカであるFSM-16を調製し，数種の有機化合物(p-ニトロフェノール，トルエン，n-ヘプタン，ベンゼン，シクロヘキサン，o-ジクロロベンゼン)の吸着選択性を検討した．水溶液中のp-ニトロフェノールは，FSM-16にほとんど吸着しなかったが，n-ヘプタン中のトルエンやベンゼンはFSM-16の細孔内に吸着することがわかった．また，これらの吸着量は，市販の吸着剤(13Xゼオライトやシリカゲル)にくらべ多いこともわかった．


Binding Properties of a Water-Soluble Chelating Polymer with Divalent Metal Ions Measured by Ultrafiltration. Poly(acrylic acid)

本論文は水溶性キレートポリマーであるポリアクリル酸と二価金属イオン(Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II), Pb(II))との結合平衡関係をバッチ式限外濾過法によってpH4-6の範囲で求め，錯形成モデルを提案し，提案したモデルによって結合平衡関係を良く表すことができることを示したものである．逐次錯安定度定数および平衡定数を実験値とのカーブフィティングによって求め，文献に報告されている種々の方法によって決定された錯安定度定数と比較し，提案したモデルが妥当なものであることを明らかにした．また，モデルに基づいて逐次的に生成する錯体濃度を推算して求めた平均配位数とpHの関係についても考察したものである．


Synthesis of Thermally Stable Silica-Pillared Layered Manganese Oxide by an Intercalation/Solvothermal Reaction

本論文は大きな比表面積と高い熱安定性を持った多孔質層状マンガン酸化物をバーネサイト型マンガン酸化物に先ずオクチルアミン，次に，テトラエチルオルトシリケイトを導入する2段階インターカレーションによって初めて合成し，XRD測定，組成分析，SEM観察，IR測定，DTA-TG分析を行い，層構造，表面状態，細孔構造について考察したものである．水熱処理によってSi/Mn比は増加し，シリカ含量の増加によってシリカピラー構造が熱安定化し，また，シリカピラー状の層状マンガン酸化物を適当な温度で熱処理することによって多孔質な層状マンガン酸化物が得られることを明らかにした．


Adsorption of CO2 on FSM-type mesoporous silicas

細孔径(1.7nm:FSM-10，2.1nm:FSM-12，2.3nm:FSM-14，2.8nm:FSM-16)の異なる4種のFSMタイプのメソ多孔性シリカを調製し，二酸化炭素の吸着特性について検討した．二酸化炭素の吸着熱からFSM-10とFSM-12の吸着サイトはエネルギー的に均一であるが，FSM-14とFSM-16にはエネルギー的に異なる吸着サイトが存在することがわかった．そして，そのエネルギー的に異なる吸着サイトは，IRスペクトルで観測された自由シラノール基の存在が原因と判断した．


Principal and Process of Heavy Metal Removal from Seawage Sludge

本研究は下水汚泥から重金属を溶出する方法について検討したものである．下水汚泥に含まれる重金属は汚泥の濾過ケーキを室温下，過酸化水素を含むリン酸で1時間処理することによって容易に除去できることを明らかにしたものである．過酸化水素を含む8%のリン酸水溶液による重金属の溶出速度は1NのHClによる溶出速度と同じ程度であることを示した．汚泥中の銅は硫化銅として存在するのではなく生体高分子中でCu(I)を含んだ銅チオレートとして存在することを示した．リン酸ではクロムとヒ素を完全に溶出することはできないが他の殆どの重金属を除去することができ，リン酸はイオン交換によって再使用できることを明らかにした．


Adsorption Characteristics of Ion-Exchanged ZSM-5 Zeolites for CO2/N2 Mixtures

Adsorption characteristics of alkali metal ion-exchanged ZSM-5 zeolites, M-ZSM-5 (M=Li, Na, K, Rb, and Cs), for CO(2)/N(2) mixtures were investigated by a column method and IR study. It was shown that CO(2) was adsorbed from CO(2)/N(2) mixtures on M-ZSM-5 zeolites by two types of adsorbtion at temperatures below 333 K. One was a weak adsorption due to interaction with the wall of ZSM-5, and the other was a strong adsorption caused by interactions with the cation of ZSM-5. IR-spectra of gases adsorbed at various temperatures revealed that the CO(2) were strongly adsorbed on M-ZSM-5 in several ways, which seemed to be caused by different adsorption sites. At temperatures above 373 K, almost all CO(2) adsorbed were on cation sites, while N(2) coadsorbed with CO(2) was shown to interact with the wall of ZSM-5 under all experimental conditions. Copyright 2000 Academic Press.

アルカリ金属でイオン交換したZSM-5ゼオライトの二酸化炭素と窒素の混合気体の吸着特性をカラム法とIRを使って検討した．333K以下では，2種類の吸着タイプがあることがわかった．ひとつは，ZSM-5の壁との弱い吸着，もうひとつはZSM-5のカチオンとの強い吸着であり，それは，IRスペクトルの結果とも一致した．なお，373K以上では，大部分の二酸化炭素はカチオンサイトに吸着し，窒素はZSM-5の壁に吸着することがわかった．

Journal of Colloid and Interface Science


Swelling and Delamination Behaviors of Birnessite-Type Manganese Oxide by Intercalation of Tetraalkylammonium Ions

本論文は層状バーネサイト型マンガン酸化物(BirMO(H))へのテトラメチルアンモニウム(TMA)，テトラエチルアンモニウム(TEA)，テトラプロピルアンモニウム(TPA)のインターカレーションについて研究したものである．これらテトラアルキルアンモニウムイオンのBirMO(H)へのインターカレーションはイオン交換によって進行することを明らかにした．また，インターカレーションの選択性がイオン径が大きいほど減少し，これが立体障害に起因することを示した． TMA+, TBA+のインターカレーションによって膨潤が生じ，湿潤状態では層内に2層の水和物が生じる現象を見いだした．また，TMA+, TBA+をインターカレーションした試料は水洗によって層割れを起こす．この膨潤と層割れの性質は層内カチオンの水和物による静電的な反発と水素結合による引力によってコントロールされていることを明らかにした．


Synthesis of Silica-Pillared Microporous Manganese Oxide

本論文はシリカピラー状の層状マンガン酸化物の合成と，合成した層状マンガン酸化物の細孔構造について研究したものである．バーネサイト型マンガン酸化物に先ずオクチルアミン，次に，テトラエチルオルトシリケイトを導入する2段階インターカレーションによって，大きな比表面積と高い熱安定性を持った多孔質層状マンガン酸化物を得た．この酸化物は，酸性度および酸化能が異なる(-Mn-O-Mn-)と(-Si-O-Si-)の混合した表面組成を有しているために，新規な魅力ある触媒として期待されることを明らかにした．


Effect of Satellite Bubbles on Dynamics of Gas Absorption from a CO2 Bubble into a Downward-Flowing Liquid

GLAD技術の実用化に有利な低純度二酸化炭素を対象として，気泡内ガス組成の経時変化など実験では解析困難な特性値までモデル解析を拡張し，さらに，下降液流による定位置固定法を用いて周辺二次気泡を伴う単一気泡の溶解速度を測定し，気泡間相互作用による物質移動促進効果を実験的に検討した．

The Korean Journal of Chemical Engineering


Effect of Temperature on Air Adsorption onto Alkali Metal Ion-Exchanged ZSM-5 Zeolites

Na-ZSM-5から通常のイオン交換法により，アルカリ金属でイオン交換したZSM-5ゼオライトを調製し，空気の吸着能を，クロマトグラフ法によって溶出曲線を決定することにより検討した．吸着ガスとカチオンとの相互作用は吸着ガスのIRスペクトルから考察した．その結果，空気中の窒素が選択的に吸着されることがわかった．また，IRスペクトルから，空気中の窒素が優先的にカチオンサイトに吸着することが示された．


Transient Analysis of Mass-Transfer Rate in Recovering Metal Ions Using a Microporous Hollow Fiber Membrance and a Water-Soluble Chelating Polymer

本論文は，多孔質中空糸膜と水溶性キレートポリマーを用いて水溶液中から重金属を回収·濃縮する方法において，過渡応答法によって金属イオンの膜透過速度を求めたものである．金属イオンは水溶液側から膜の孔内を拡散して水溶性ポリマー液側に移動し，ポリマーと錯形成する．そこで，金属イオン濃度を過渡的に変えることによって，中空糸膜の中空側を流れるキレートポリマーの出口濃度を解析して金属イオンの膜透過の総括物質移動係数と混合拡散係数を決定し，水溶性キレートポリマーの中空内流速との関係を明らかにした．


Perfomance of a Hollow-Fiber Spiral Disks for Effective Gas Dispersion toward High Mass Transfer Rate

本論文は小気泡発生のための細管中空糸膜ガス分散器によって，浅い液深で低ガス流通で吹き込み，高い気液間物質移動が得られるか検討したものである．中空糸膜は円盤状に巻いたものを積み重ねて用いた．従来の多孔板分散器と比較して，ガス流速が0.1∼2 mm/sの範囲にわたって，物質移動の容量係数が3倍そして電解質がある場合は20倍になった．ガスホールドアップは電解質が存在しない場合は殆ど変化しなかったが，電解質が存在する場合は20倍になった．また，電解質が存在するときは，ドラフトがある場合も気泡塔内で微小な気泡が均一に分散し循環できることを明らかにした．

Industrial & Engineering Chemistry Research


Spectroscopic Study on Plate- and Sponge-type Raney Nickel Electrodes for Fuel Cell

本論文は，メタノールやヒドラジンを用いた燃料電池用のアノード電極にスポンジ状のラネーニッケル触媒を用いることを検討したものである．プラズマ溶射法によってアルミニウムを被覆したスポンジ状ニッケル板から触媒電極を作成し，触媒の表面組織や結晶構造(XRD, EXAFS, XPS測定)と触媒活性，電極特性との関係を考察した．


Polymerizable tautomers. 11. Tautomerism and polymerization of p-vinylbenzoylacetone

p-ビニルベンゾイルアセトン(VBA)の互変異性及び重合に対する溶媒の効果について検討した．VBAはケト形とエノール形が存在し，溶媒の極性が増加するにつれて平衡はケト形へ移行する．しかし，ビニル基とジカルボニル基が直接結合していないため，互変異性は重合性に直接影響を与えないことがわかった．


Correlation of Mass Transfer Coefficient in Stratified Gas-Liquid Two-Phase Flow in a Horizontal Rectangular Duct

液相表面の波(乱流渦)と物質移動速度の関係を明らかにするために，水平矩形ダクト内での気液二相流の，主としてstratified flow 領域で，液膜の乱れおよび液表面速度とガス吸収速度を同時に測定した．液膜表面における，物質移動と運動量移動の相似則に基づいて解析し，液側物質移動係数と液膜速度の間に良い相関関係が得られることを示した．

Development of Chemical Engineering & Mineral Processing


Concentration of Copper(II) Ion in Water Using a Water-Soluble Chelating Polymer and a Microporous Hollow Fiber

水溶性キレートポリマーと多孔質中空糸膜を用いて，水溶液中に溶存する金属イオンを濃縮する新規な方法をCu(II)の濃縮を例に示した．非常に希薄な溶液中からも濃縮·回収が可能であり，濃縮を伴う分析に適用出来ることも示した．


Concentration and/or Removal of Metal Ions Using a Water-Soluble Chelating Polymer and a Microporous Hollow Fiber Membrane

本論文は，希薄溶液中から金属イオンを濃縮·除去する方法として，水溶性キレートポリマーと中空糸膜を組み合わせた新規な方法を提出し，実験的に有効なことを示したものである．単通法および循環法によって溶液中から金属イオンを回収し，見かけ状の能動輸送が可能であることを示した．また，時間的な濃度変化から金属イオンの膜透過速度(総括物質移動係数)を求め，液流速との関係を示した．


Macroscopic and microscopic acid dissociation of the 1:1 copolymer of acrylic acid and 4-vinylpyridine

アクリル酸と4-ビニルピリジンとの1:1コポリマーを調製した．このコポリマーは4つのミクロ構造を持ち，それらの構造の間は2つのマクロ酸解離と4つのミクロ酸解離によって関係づけられる．滴定法によりマクロ及びミクロ酸解離定数を求めた結果，酸性領域ではカチオン形構造を，アルカリ領域ではアニオン形構造をとっている．中性領域では分子形と双性イオン形が共存するが，常に分子形が優勢であることを明らかにした．


Recovery of Metal Ions from Dilute Solutions Using Water-Soluble Chelating Polymer and Dialysis Membranes

本研究は，透析膜と水溶性キレートポリマーを用いた金属イオン回収プロセスの開発を目的としたものであり，新しく調製した水溶性キレートポリマー[poly(2-acetamidoacrilic acid) ]溶液と金属イオン溶液を透析膜を介して接触させ，金属イオンの透析膜透過速度を測定·解析したものである．本方法によって，希薄溶液中から効率的に金属イオンを回収出来ることを示した．

Journal of Chemical Engineering of Japan


微小気泡分散系における透過光強度分布と有効光路長-モンテカルロ法によるシミュレーション-

本論文は径0.19 mm-1.17 mmの微小気泡分散相における光の反射·回折挙動を検討したものである．光ビームを微小気泡分散相に照射し，化学光量計による平均光吸収速度および透過光強度分布を測定し，光の反射·回折挙動をモンテカルロ法でシミュレートして，実測値と比較検討し，提出した方法が光吸収速度を推算するのに有効であることを示した．


Separation of Pairs of Light Rare Earth Metal Ions by Chromatography with Polyacryloylacetone Chelating Resin as a Stationary Phase

本論文は，軽希土類金属イオン[La(III), Ce(III),Pr(III), Nd(III), Sm(III)]の相互分離について，ポリアクリロイルアセトン微粒子を固定床として充填したカラムを用いて検討したものである．吸着剤への希土類金属イオンの吸着の等温線がLangmuir型であることを示し，吸着量が溶液のpHによって影響されること，イオン種によって平衡が異なることを示し，溶離液のpH段階溶出によって，軽希土類金属イオンの相互分離が可能であることを示した．


Metal complexes of poly(2-acetamidoacrylic acid)

2-アセトアミドアクリル酸(4A)およびそのポリマー(P4A)と二価金属塩および希土類塩との錯安定度定数を改良Bjerrum法を用いて求め，ポリアクリル酸の錯安定度定数と比較した．また，13C-NMR法により，銅(II)およびマンガン(II)との錯体の構造を解析した結果，銅錯体は5員環，マンガン錯体は7員環を形成することを明らかにした．


The Rates of Adsorption of Divalent Metal Ions on Polyacryloylacetone

本論文はポリアクリロイルアセトン微粒子へのCu(II), Hg(II)の吸着速度を測定し，吸着金属イオンの拡散速度について解析したものである．吸着速度として，(1)粒子外境膜における拡散，(2)粒子内拡散を考慮して，(3)粒子内の濃度分布が放物線状であるとして基礎理論式を誘導した．理論式に基づいて，金属イオンの粒子内拡散係数を決定した．本方法が金属イオン吸着速度を推算するために有用であることを示した．


Relation between the Conditions of Preparation and the Polarization Characteristics of Spongy Raney Nickel Electrodes Used as Anodes for Fuel Cells

本論文はアルミニウムを被膜したスポンジ状のニッケル板からRaneyニッケル電極を調製し，合金調製温度，基質のニッケル/アルミニウム比などの分極特性に対する影響を，形成された合金組成や触媒の表面組織との関連において検討したものである．活性なRaneyニッケルはNiAL3やNi2Al3の合金から得られ，活性Ni粒子の増加につれて分極特性が向上することを示した．


Light Transmission and Effective Light Absorption in Dispersions of Small Bubbles

本論文は「化学工学論文集，第15巻第6号」がAmerican Institute of Chemical Engineers のInternational Chemical Engineeringに採択されたものである．矩型の光反応器における微小気泡分散相に平行光束を入射して，その透過光の強度分布する方法を提案し，また，化学光量計を用いて体積平均光吸収速度を測定して，気泡による光の反射·散乱過程を明らかにし，不均ー系の光反応器における光吸収速度を推算する方法を提出したものである．


Chromatographic Separation of Light Rare Earth Metal Ions on Polyacryloylacetone Chelating Resin

本論文は，軽希土類金属イオン[La(III), Ce(III),Pr(III), Nd(III), Sm(III)]の相互分離について，ポリアクリロイルアセトン微粒子を固定床として充填したカラムを用いて検討したものである．溶離液の液性(pH)を段階的に下げる溶出法によって軽希土類金属イオンを相互分離できることを示した．


Properties of Polyacryloylacetone for Adsorption of Divalent Metal Ions

本論文は，キレート樹脂であるポリアクリロイルアセトン(PAA) をラジカル重合によって調製し，PAAの解離定数，2価の金属イオンとの錯安定度および2価の金属イオンの吸着能について検討したものである．PAAは金属イオンを選択的に吸着し，Hg(II),Cu(II)を他の金属イオンよりもよく吸着し，また，吸着能は溶液のpHに強く依存することが分かった．PAAを充墳したカラムに より，金属イオンの分離が可能であることも示した．


Spong Raney Nickel Hydrogen Electrodes for Alkaline Fuel Cells

本論文はアルカリ型然料電池の水素極としてスポンジ状Raneyニッケル電極を作成し，その合金生成温度などの調製条件と負極としての電極特性および電極表面組成の関係を検討したものである．この電極は，それ自身で機械的強度が強く，電気伝導性，熱伝導性に富んでおり，強い触媒活性を示すという特長があり，また，水素溶解液の拡散に適当な大きさの多孔質であるため気-液間の物質移動も大きく，優れた分極特性が得られた．


微小気泡分散相における光透過と有効光吸収

微小気泡分散相における光透過と有効光吸収

本論文は，矩型の光反応器における微小気泡分散相に平行光束を入射して，その透過光の強度分布を側定し，また，化学光量計を用いて体積平均光吸収速度を測定して，気泡による光の反射·散乱過程を明らかにし，不均ー系の光反応器における光吸収速度を推算する方法を提出したものである．気泡分散系では光吸収速度は増強されるが，これは有効光路長さが増加するためであり，有効光路長とガス·ホール卜アップの相関関係を示した．


Separation in Conventional, Hyperlayer, and Steric Field-Flow Fractionation

本論文は，狭い流路内を流体が流れる場合，軸に垂直な方向に溶質の濃度分布があると，軸方向の速度分布のために滞留時間に差が生じることを利用した分離方法であるFFF(Field Flow Fractionation) について，濃度分布が指数関数的であるConventional-FFF，ある高さを中心としてガウス分布をしている場合のHyperlayer-FFF，底面を転がる粒子の大きさが異なる場合の Steric-FFF の滞留時間及び分離能をモーメント解析したものである．


Polynomial Profile Approximation for Intraparticle Diffusion

本論文は粒子内拡散を伴う種々の問題，例えぱ吸着や触蝶反応，の速度論的解析をする場合の近似法として，粒子内の濃度分布を多項式近似する方法について理論的な解析をしたものであり，例えば，第l項のみで近似した場合，Glukaufのlinear driving forceモデルに等しくなり，第2項までの放物線形で表した場合は，モーメン卜解折の2次モーメン卜まで厳密解と一致し，無限大まで展開すると完全に厳密解に一致することを示した．


Relation between Wave Characteristics and Mass Transfer Coefficient in Gas-Liquid, Two-Phase, Cocurrent Upward Flow

本論文は気液上昇二相流の物質移動の機構について検討したものである．液膜の厚さ変動を電気伝導度法を用いて測定し，自己相関関数およびスペク卜ル解析して，液膜厚変動(波)の周期，Eulerian-type micro time scale，見掛けの波の大きさなど液膜の乱流渦の時間スケールを求め，液側物質移動係数との相関関係から，乱流渦の時間スケールがHigbieの浸透説，Danckwertsの表面更新説の時間スケールに対応することを示した．

Industrial & Engineering Chemistry Research


Volumetric Rate of Light Absorption in Gas-Liquid Two-Phase Flow

本論文は気液二相流型の気·液不均一系の管型光反応器を開発するために，気液二相流における光吸収速度を化学光量計を用いて側定し，気液流速，管径などの操作条件の影響を検討し，体積平均光吸収速度の推算方法を示したものである．光は液膜に含まれる微小な気泡や液膜表面の波によって複雑に反射·散乱するが，推算した有効光路長と液ホールドアップの相関関係を用いて光吸収速度を算出する方法を提出した．


Axial Dispersion Coefficient of the Liquid Phase in Upward Two-Phase Flow of Air-Liquid Mixtures

本論文は気液上昇二相流において，高流速で流れる液相の軸方向混合拡数係数と液ホールドアップの測定方法(NaCl 溶液のトレーサを不完全インパルスし，下流の所定の位置でその濃度の時間変化を電導度法で検出し，応答曲線をモーメント解析する方法)を検討し，フロス流，アニュラー流の流動状態範囲で混合拡散係数の相関を試みたものである．気液二相流の軸方向混合拡数係数の測定例はほとんど無く，新しい相関関係を提出した．

Journal of Chemical Engineering of Japan


Effective Interfacial Area and Liquid-Side Mass Transfer Coefficient in the Upward Two-Phase Flow of Gas-LIquid Mixtures

本論文は気液上昇二相流の気液間物質移動に対する有効界面積を擬l次反応を伴うガス吸収によって求め，この有効界面積と先に求めた液側容量係数から液側物質移動係数を分離して，有効界面積および物質移動係数それぞれの相関関係(相関式)を提出し，slug流，froth流，annular流の広い流動範囲で成立することを示した．また，この界面積と圧力損失から界面剪断応力を算出し，界面摩擦係数とガス流速の相関関係を示した．


Study on a Tubular Gas-Liquid Reactor --- Effects of Liquid Properties on the Liquid-Side Volumetric Mass Transfer Coefficient in Upward Two-Phase Flow

本論文は気液上昇二相流における液側容量係数に対する液物性(液粘度，表面張力，電解質溶液)の影響を流動様式がスラグ流，フロス流，ア二ュラー流の範囲で測定し，その相関関係を検討したものである．先に提出した無次元式を気液流速が小さいスラグ流領域まで拡大して展開し，液側容量係数について一般的な相関関係を得た．この関係式は電解質溶液に対しても成り立つことを示した．

Bulletin of Faculty of Engineering, The University of Tokushima


Liquid-Side Volumetric Mass Transfer Coefficient in Upward Two-Phase Flow of Air-Liquid Mixtures

本論文は気液上昇二相流を高速化学反応操作に用いるために，物質移動に関する基礎数値である液側容量係数について検討したものである．主としてフロス流からアニュラー流の範囲で気·液流速，管径，液粘度の影響について検討し，気相-液相界面における物質移動と運動量移動の相似性に基づいて解析し，無次元の半経験式を提出した．この式は擬層流および乱流域の広い範囲に亘って適用出来ることを示した．


Correlation of Data on the Apparent Friction Coefficient in Upward Two-Phase Flow of Air-Liquid Mixtures

本論文は，気液上昇二相流の圧力損失について述ベたものである．管径および液物性(液粘度，表面張力)の広範囲の条件下で圧力損失を推算できる相関関係を提出，この相関法が円管や他のgeometry(矩形，環状)の水平流，垂直流の二相流についても適応できることを示した．また，二相流における摩擦速度と液膜厚さとの間に，単相流における摩擦速度と管壁粗さと類似の関係が成立することを示した．


Micelle Formation of Sodium Alkylsulfates under High Pressure

界面活性剤のミセル形成におよぼす圧力，温度，添加塩，炭化水素鎖長の効果を取り扱ったもので，疎水性相互作用に対する圧力効果を知る主要論文として広く引用されている．臨界ミセル濃度(cmc)は約1000気圧で極大となる．cmcの圧力依存からミセル形成の体積変化を決定した．界面活性剤の炭化水素鎖が水環境から疎水性環境に移るとメチレン基当たり1 cm3 mol-1の体積増加を誘起する．

Journal of Colloid and Interface Science


Partial Molal Volumes of Surfactant and its Homologous Salts under High Pressure

界面活性剤同族体(アルキル硫酸ナトリウムおよび臭化アルキルトリメチルアンモニウム)水溶液の圧縮歪を測定し，界面活性剤の部分モル体積の圧力依存性を決定した．ミセル状態の部分モル体積は加圧により単調に減少するが，モノマー状態の部分モル圧縮率は小さく，負の圧縮率を示す場合もある．その結果，ミセルとモノマーの部分モル体積の大小関係が約1000気圧で逆転することを明白にした．


Statistical Character of Large Disturbance Waves in Upward Two-Phase Flow of Air-Water Mixtures

本論文は，気液二相流の流動特性は気体と並流で流れる液膜の流動状態に起因しているという観点から，気液上昇二相流における液膜の厚さの時間的変動を電気伝導度法によって測定し，自己および相互相関関数やスペクトラル密度などを求め，液膜の流動状態の統計的な解析を試みたものである．液膜厚の頻度分布，変動強度，変動周期，波流速，波間距離など液膜の挙動と気液流速などの操作条件との関係を示した．

Journal of Chemical Engineering of Japan


The Effect of Pressure on Solubilities of Ionic Surfactants in Water

イオン性界面活性剤の水への溶解度を3000気圧までの高圧下で測定した．界面活性剤の溶解度はある温度以上で急激に増す．この臨界溶解温度はクラフト温度として知られている．本論文では，溶解度の圧力依存に関して，臨界溶解圧力が存在し，ある圧力以下では溶解度が増すことを発見した．クラフト温度は加圧により上昇した．熱力学的取扱いにより，界面活性剤の溶解過程における部分モル体積変化を見積もった．


高酸化活性を有する酸化鉄触媒の創製と複合化による高機能化

高酸化活性を有する酸化鉄触媒の創製と複合化による高機能化


Lead immobilization by non-apatite-type calcium phosphates in aqueous solutions

りん酸カルシウム，りん酸1水素カルシウムおよびりん酸2水素カルシウムによる水溶液中の鉛イオンの回収が試みられた．水溶液に溶解した鉛の回収はカルシウムヒドロキシアパタイトの特徴と言われていたが，アパタイト構造を持たない単純なりん酸アパタイトでも鉛の回収ができ，その回収能はカルシウムヒドロキシアパタイトを超えることを見出した．溶解‐沈殿機構に基づき議論が行われている．