九州大学学術情報リポジトリ
Kyushu University Institutional Repository
Development of rapid and large amount removal technologies of sick/house gases using ACF and elucidation of their removal mechanisms
柳, 棟 曣
https://doi.org/10.15017/4060197
出版情報：九州大学, 2019, 博士（工学）, 課程博士 バージョン：
権利関係：
（様式３）
氏 名 ：DongYeon Ryu
論 文 名 ：Development of rapid and large amount removal technologies of sick -house
gases using ACF and elucidation of their removal mechanisms（活性炭素繊維を用いたシックハウスガスの迅速・大量除去技術の開発 およびその除去機構の解明）
区 分 ：甲
論 文 内 容 の 要 旨
世界的な都市化の傾向は、エネルギー消費と輸送需要の急速な増加により大気汚染の危機を引き 起こしている。都市部は、窒素酸化物（NOX）、硫黄酸化物（SOX）、揮発性有機化合物（VOC）、
炭化水素などの車両排出ガスの排出により深刻な大気汚染に苦しんでいる。これらの大気汚染物質 のうち、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒドは、大気や屋内の屋内のシックハウス症候群の原因 となる粒子状物質（PM）のシード化合物と見なされる。周囲の空気中の低濃度のアルデヒドを低減 および除去するために、活性炭（AC）および活性炭繊維（ACF）が広く使用されている。しかし、
問題は、吸着剤のライフサイクル、言い換えれば汚染物質の取り込み量が非常に限られており、頻 繁に交換する必要がある。この研究では、著者は ACFを使用してシックハウスガスの迅速かつ大量 の除去技術の開発を試みた。開発したアミン添着多孔質媒体によるアルデヒドの除去メカニズムを 検討した 。
第2章では、ACF に対する二次熱処理（2次焼成）の効果を調べた。多孔性炭素材料は、ポリア クリロニトリル、ピッチ、セルロース等の様々な前駆体から得られるため、ACFの元素組成や表面 官能基等の基本的な物理特性は違う。2次焼成の温度範囲は約 400〜1400℃の各温度で、窒素雰囲気 で焼成し、焼成後のサンプルは、ホルムアルデヒドおよびアセトアルデヒド除去試験により、性能 評価を行った。
第3章では、焼成したセルロース系 ACFのアセトアルデヒド除去能力を比較して、最も良い除去 能力発揮した ACF を選択した。ここでは、ACF を含む多孔性炭素材料の上に一級アミンを添着さ せるためにアニリンを使用した。この章のすべての炭素材料は、40％の相対湿度下でもアニリンを 添着することにより、アセトアルデヒド除去性能が大幅に改善された。アセトアルデヒド除去試験 後、ACFに存在する化学物質は2次元ガスクロマトグラフィー飛行時間分析によって追跡しメカニ ズムを解析した。
第4章では、ピッチ系ACFに、人間の体に無害し、効果的な一級アミンを含む尿素と促進剤とし ての硝酸が共添着した。尿素添着ACFはホルムアルデヒドを効果的に除去できたが、湿度が高い条 件では、除去性能が阻害されることが確認され、硝酸などの酸性物質がACFに共添着によって改善 された。結果として、硝酸はホルムアルデヒドのギ酸への酸化を促進し、その推進力がホルムアル デヒドと尿素の間の全体的な反応を効果的に引き起こすことである。
第 5 章では、開発した ACF 及びその他のサンプルを、外気ガスの条件で検証した。尿素のみ及 び尿素硝酸共添着ACFは、優れたアルデヒド除去能力を示したが、初期 ACFおよび硝酸のみ添着
ACFは、制限又は悪化した能力を示した。
第6章では、 本研究で得られた主な成果について総括した。
