塩化物を担持させた稚内層珪質頁岩の吸湿メカニズムの評価 The Evaluation of the Moisture Sorption Mechanism of Chloride-Impregnated Wakkanai Siliceous Shale

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著者

    • 黒川 麻美 KUROKAWA Asami
    • 北海道大学大学院工学院空間性能システム専攻 Division of Human Environmental System, Graduate School of Engineering, Hokkaido University
    • 鍋島 佑基 [他] NABESHIMA Yuki
    • 北海道大学大学院工学院空間性能システム専攻 Division of Human Environmental System, Graduate School of Engineering, Hokkaido University
    • 長野 克則 NAGANO Katsunori
    • 北海道大学大学院工学院空間性能システム専攻 Division of Human Environmental System, Graduate School of Engineering, Hokkaido University

抄録

稚内層ケイ質頁岩は周囲の相対湿度変化に応じて吸放湿を行う自律的調湿機能を持つ.筆者らは,その吸湿性能の向上を目的として塩化物担持を行ってきたが,その吸湿メカニズムについての詳細な検討はなされていなかった.そこで細孔に束縛された水の状態を把握するためDSCによる分析および窒素ガス吸着法を応用した細孔分布評価を行い,塩化物担持ケイ質頁岩の水蒸気吸着がどのような過程で進んでいくのかを検討した.結果,自由水ピークが現れ始める境界量と,表面ぬれの起こる含水量と,メソ孔容量に相当する水の体積はほぼ一致することがわかった.また,細孔分布の変化から,吸着した水分子はケイ質頁岩の小さい細孔径から順に吸着していき,上限濃度で担持したケイ質頁岩の最大吸湿時にすべてのメソ孔を満たすことを明らかにした.さらに,ほかの多孔質材料に塩化物担持を適用した場合についても検討を行った.その結果,ケイ質頁岩のように中湿域からの吸湿性能向上のためには,メソ孔を有するだけでなく塩化物担持処理に耐えうる安定した材料であることが重要とわかった.

Wakkanai siliceous shale (WSS) is a natural mesoporous material that has high performance of moisture adsorption/desorption in response to relative humidity. The authors have previously applied the technique of impregnation with chloride to enhance the water adsorption performance; and in the present study the moisture sorption mechanism with chloride impregnation was examined by DSC analysis. It was found that the adsorbed water in the pores was divided present in three forms: non-freezing water, freezable bound water and free water. The free water peak was not observed at water content below 320 mg/g. This water content was also consistent with the maximum amount of water adsorbed without surface wetting, which was estimated from color change of WSS surface at various water contents. In addition, from the measurement by a modified nitrogen adsorption method, it was visually shown that the mechanism of moisture sorption gradually proceeded from the smaller mesopores. Moreover, the NaCl impregnation was applied to other porous materials. From the experimental results, the impregnation of silica gel with NaCl is not effective, because of the structural weakness. Therefore the stability of the material to impregnation is an important factor.

収録刊行物

  • 化学工学論文集 = Kagaku kogaku ronbunshu

    化学工学論文集 = Kagaku kogaku ronbunshu 37(5), 394-399, 2011-11-20

    公益社団法人 化学工学会

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10030159955
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    023451105
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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