JP2016050850A - NOx捕集材 - Google Patents
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Abstract
Description
式(2)中のMoxは金属酸化物、Mredは還元された金属酸化物を表す。
樹脂粒子としては、ガス状被検物質との相互作用が少ないものが好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂及びポリエステルからなる群から選択される少なくとも1つの樹脂からなることが好ましい。
(NOx捕集材の作製)
シリカ繊維製フィルター(アドバンテック東洋社製、QR−100、直径110mm、厚さ0.38mm)を酢酸セリウム水溶液40mL(Ce3+として100μg/mL)に浸漬して引き上げ、50℃に設定した恒温槽内で1時間乾燥後、電気炉に移し、500℃に昇温して2時間焼成し、酸化セリウム担持フィルターを作製した。このフィルターから、ポンチを用いて直径13mmのディスクを切り出し、フッ素樹脂製メッシュの上に置き、10%(v/v)トリエタノールアミン・アセトン溶液100μLを滴下して含浸させ、空気中で自然乾燥させてNOx捕集材を得た。別途、セルロースろ紙(アドバンテック東洋社製No.1、直径13mm)に10%(v/v)トリエタノールアミン・アセトン溶液50μLを滴下して含浸させ、空気中で自然乾燥させて、NO2捕集材を作製した。
実施例1のNOx捕集材及びNO2捕集材を、図1に示す構成のパッシブ・サンプラー(日立化成テクノサービス製)にそれぞれ装着し、24時間、室内空気中に曝露してNOx及びNO2を捕集した。捕集後、各捕集材を試験管に移し、イオン交換蒸留水8mLを加えて振とう抽出した後、スルファニルアミド/ナフチルエチレンジアミン(10:1)溶液2mLを加えて発色させ、波長545nmの吸光度を測定し、あらかじめ作製した検量線を用いてNO2 −量を求めた。尚、空気に曝露しないブランク試料についても同様にNO2 −量を求め、試料の値からブランクの値を差し引いて正味の捕集量とした。捕集実験は4回実施し、1回について3個のパッシブ・サンプラーを同時に使用し、捕集量は平均値で示した。表1に結果を示す。NOx捕集材によって得られたNO2 −の量はNO2捕集材で得られたNO2 −の量よりも多く、その差をNO及びNO2 −の分子量で換算してNO捕集量を求めたところ0.13〜0.26μgとなり、開発したNOx捕集材により室内空気中のNOを捕集することができた。
さらに、実施例1で作製した酸化セリウム担持フィルターのSEM写真を図4に示す。図4に示されるように、酸化セリウム(ceria)の微小な粒子がシリカ繊維上に凝集した構造をしていた。
シリカ繊維製フィルター(アドバンテック東洋社製、QR−100、直径110mm、厚さ0.38mm)を酢酸セリウム水溶液40mL(Ce3+として100μg/mL)に浸漬して引き上げ、50℃に設定した恒温槽内で1時間乾燥後、電気炉に移し、500℃に昇温して2時間焼成し、酸化セリウム担持フィルターを調製した。このフィルターから、ポンチを用いて直径13mmのディスクを切り出し、フッ素樹脂製メッシュの上に置き、10%(v/v)トリエタノールアミン・アセトン溶液100μLを滴下して含浸させ、空気中で自然乾燥させてNOx捕集材を得た。また、表2に示すように、酢酸セリウム水溶液における酢酸セリウムの濃度をそれぞれ10、50、1000及び10000μg/mLに変更した以外は上記NOx捕集材と同様の方法で、酸化セリウムの担持量を変更したNOx捕集材を作製した。これら酸化セリウムの担持量が異なる5種類のNOx捕集材について、それぞれ6枚ずつブランク値を測定し、平均値及び標準偏差を算出した。結果を表2に示す。比較対象として上記パッシブ・サンプラーで使用したNO2捕集材及び従来のPTIOを用いたNOx捕集材(関根・香川、資源環境対策、33(15)、41−45(1997))についても、同様にブランク値の平均値及び標準偏差を算出した。結果を表2に示す。表2に示すようにナフチルエチレンジアミンとの副反応によりNO2捕集材のブランク値に比べてわずかに増加したが、従来のPTIOを用いたNOx捕集材のブランク値に比べて顕著に低減した。
シリカ繊維製フィルター(アドバンテック東洋社製、QR−100、直径110mm、厚さ0.38mm)を金属イオン濃度100μg/mLの酢酸セリウム、ギ酸マンガン、酢酸銅、硝酸銀、硫酸亜鉛、シュウ酸鉄及び硫酸ニッケルの各水溶液40mLに浸漬して引き上げ、50℃に設定した恒温槽内で1時間乾燥後、電気炉に移し、500℃に昇温して2時間焼成し、上記各水溶液に含まれる各金属の金属酸化物を担持したフィルターを調製した。これらのフィルターから、ポンチを用いて直径13mmのディスクを切り出し、フッ素樹脂製メッシュの上に置き、10%(v/v)トリエタノールアミン・アセトン溶液100μLを滴下して含浸させ、空気中で自然乾燥させて、表3に示すように金属酸化物の種類が異なるNOx捕集材を得た。別途、セルロースろ紙(アドバンテック東洋社製No.1、直径13mm)に10%(v/v)トリエタノールアミン・アセトン溶液50μLを滴下して含浸させ、空気中で自然乾燥させて、NO2捕集材を作製した。作製した各NOx捕集材及びNO2捕集材各3枚を室内空気中に5時間同時に曝露し、捕集後、NO2 −量を測定し、NO捕集量を求めた。その結果、表3に示すようにNO捕集量は、実施例の金属酸化物については金属酸化物の種類によって大きな違いはなかったが、酸化銅を用いたNOx捕集材では比較的低い値を示した。一方、NOx捕集材のブランク値は、検出下限・定量下限に関係し、出来るだけ低いことが望ましく、酸化セリウム、酸化マンガン、酸化銀、酸化亜鉛、酸化鉄及び酸化ニッケルのいずれを用いたNOx捕集材も良好であった。
実施例1と同様にパッシブ・サンプラーを作製した。またPTIOをNOx捕集材に用いる既存のオガワ・サンプラー(小川商会社製)を入手し、同時曝露実験を行った。曝露実験は、2014年1月〜2月にかけて東海大学湘南校舎実験室にて行い、両サンプラーを室内空気中に24時間同時曝露し、捕集後、NO2 −量を測定し、NO捕集量を求めた。オガワ・サンプラーについては取扱い説明書記載のサンプリングレート(濃度換算係数ともいう)を用いてNO捕集量からNO濃度に換算した。図3に結果を示す。オガワ・サンプラーで得られた空気中NO濃度と本実施形態に基づくパッシブ・サンプラーによる単位時間あたりのNO捕集量は良い直線性を示し、その傾きから本実施形態に基づくパッシブ・サンプラーのサンプリングレートを求めたところ、11mL/min(濃度換算係数:0.013μg/(ppm・min))となり、このサンプリングレートを用いることによりNO捕集量からNO濃度への換算が可能となった。尚、このサンプリングレートの値は、あらかじめパッシブ・サンプラーの拡散体の構造からフィックの拡散理論に基づいて推定した値(11mL/min)と一致し、発明したNOx捕集材が優れた捕捉性能を有することがわかった。
Claims (2)
- 担体と、
該担体に担持された金属酸化物と、
該担体に含浸され、NO2を亜硝酸イオン(NO2 −)として捕捉する吸収剤と、
を含み、
前記金属酸化物が、セリウム、マンガン、銀、亜鉛、鉄、及びニッケルから選ばれる金属の酸化物または複合酸化物である、NOx捕集材。 - 前記吸収剤が、トリエタノールアミンである、請求項1の捕集材。
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