化学工学論文集
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18 巻, 3 号
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  • 沢田 善秋, 景山 芳輝, 岩田 政司
    1992 年 18 巻 3 号 p. 267-273
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Fe(CO)5の磁場中気相熱分解による直鎖状鉄超微粒子の製造において, 反応管外壁からの加熱によりFe(CO)5を熱分解すると, 反応管内壁面での鉄析出反応が優先し, 管壁への粒子付着, 管閉塞が生じ連続生産が困難となる.本報では鉄超微粒子の連続生産に適した反応方式について検討を行い, 連続安定生産の基礎を確立した.
    反応熱供給方式は内熱型とし, 窒素ガスで希釈したFe(CO)5をノズル中心部より供給し, これに対し周囲から30°の角度で高温窒素を導入し瞬間的に混合, 昇温する方式が優れていることを明らかにした.この際, ノズル先端への鉄微粒子の沈着を防ぐため, 原料ガスと高温窒素の間に常温のシールド用窒素を流した.また, Fe(CO)5の分解の際, 律速となる最初のCOの脱離反応をあらかじめ反応管の手前で済ませ, 管内での反応時間の短縮を計った.さらに, 反応管出口部に旋回流窒素を供給し管出口部と微粒子との温度差に基づく熱泳動沈着を防止した.
  • 小島 紀徳, 若月 亮太, 松方 正彦, 小沢 英一, Jean M. Friedt
    1992 年 18 巻 3 号 p. 274-280
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    5~20μm程度の窒化珪素微粒子を核として, この上にサブミクロンシリコン微粉をコーティングすることを試みた.主たる目的は反応焼結時の焼結性改善である.
    アルゴンで希釈したモノシラン気流中に窒化珪素の核粒子を均一にかつ希薄に浮遊させ, 核粒子よりなる流動層からCVD反応器に送入した.さらに附加ガスとしてアルゴンを反応器底部周囲から反応器に送入した.生成粒子の流通抵抗は生成粒子中のシリコン微粉量に比例した.SEM, TEMの結果から, 核粒子は, 一次粒子径約0.01μmのシリコン超微粉により覆われていることがわかった.XRDのチャートにはシリコン微粉の弱いパターンが窒化珪素のパターン上に現われていることが観測された.一方附加ガスを流入しない場合には核粒子は密な析出物で覆われ, またXRDチャートはブロードとなり, シリコンのパターンも見られなかった.附加ガスの送入により核粒子上へのシリコンの異相析出が抑えられた.これは附加ガスを装置内で加熱し反応ガスと混合することにより均相反応が生じる一方その導入により反応器内の滞留時間が短くなり異相析出反応が抑えられたからと思われる.
  • 吉田 英人, 松原 政信, 吉田 茂
    1992 年 18 巻 3 号 p. 281-287
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    ケイ素粉体と水蒸気を, 硫化水素共存場で1000~1600Kの条件で反応させることにより, SiO2の微粒子を作成した.顕微鏡法により得られた平均粒径は0.16μm程度で反応温度に依存しない.しかし, 遠心沈降法により得られた平均粒径は反応温度の上昇に伴い大きくなった.この理由は顕微鏡法では一次粒子径を測定しているのに対し, 遠心沈降法では強く凝集した粒子または部分的に溶融した粒子を単一粒子とみなしたために生じた.
    各成分の平衡組成を, 反応管長さ方向の温度分布を考慮し熱力学に基づき計算した.反応管内壁に沈着した粉体量を, フィルター部での捕集粉体量に加えた全粉体生成量は, 計算値と高温領域 (1300K以上) において良好に一致した。
  • 大島 賢太郎, 傳 慶一, 奥山 喜久夫, 峠 登
    1992 年 18 巻 3 号 p. 288-295
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    噴霧熱分解法を用いて, Zn (NO3) 2・6H2Oの水溶液を出発原料としてZnO微粒子の生成を行った.操作条件として, キャリアーガスを窒素または空気に変えて, 反応管の設定温度, キャリアーガスの流量, 噴霧液濃度を変えて粒子生成の制御を行った結果, 粒子径が0.3~1μmのウルツ鉱型ZnO微粒子を得た.実験結果より, 管設定温度およびキャリアーガスの流量は生成粒子の結晶性に影響し, 管設定温度が高いほど, またはキャリアーガスの流量が小さいほど, 生成粒子の結晶性は向上することがわかった.ただし, キャリアーガスが空気の場合は.高い管設定温度域において結晶性は低下した.また, 噴霧液濃度は粒子径に影響し.液濃度が高いほど.生成粒子径は増大した.さらに, 生成粒子の微細構造を電子顕微鏡により観察した結果, 一次粒子径は約20~100nmのもので, 中空状の凝集粒子であることがわかり, これにより本法における粒子生成機構が推論された.
  • 平井 隆之, 今村 英司, 松本 隆良, 久保井 亮一, 駒沢 勲
    1992 年 18 巻 3 号 p. 296-302
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    分散されたミクロ水相を反応場として, エーロゾルOT (AOT) /イソオクタンまたはTween85/イソオクタン逆相ミセル溶液中で, 金属アルコキシドの加水分解による金属酸化物超微粒子の調製について検討した.チタンテトラブトキシド (TTB) あるいはジルコニウムテトラブトキシド (ZTB) の1-ブタノール溶液を逆相ミセル溶液に添加して加水分解することにより, 10nm以下の粒子径を持つ単分散のTiO2またはZrO2超微粒子を調製できた.アルコキシド濃度および添加方法が, 安定な超微粒子を生成するための重要なパラメータであった.適当な濃度のアルコキシド溶液を添加して核発生させたのち、より希薄なアルコキシド溶液を段階的に添加することにより, 粒子数をほぼ一定に保ったまま粒子を成長させ, 2~8nmの範囲で所定の平均径をもつ超微粒子を調製することができた.
  • 岡西 茂実, 島川 一, 川田 裏
    1992 年 18 巻 3 号 p. 303-307
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    気相加水分解法を用いて, チタンテトライソプロポキシド (TTIP) を加水分解しアモルファスのチタニア超微粒子を生成させ, 引き続き, このチタニア上でアルキルアルコキシラン (AAS) を加水分解させてコーティングし, 表面を安定化させ凝集を防止した.得られた疎水性のチタニア超微粒子の分散性を有機溶媒中での分散粒子径測定と分光透過率により評価したところ, 親水性のエタノール中での分散においては, 加水分解時の水の過剰率を上げることが有効であり, さらに疎水性のトルエン中ではアルコキシ基数の多いAASを用いかつその供給量も多くした方が良いことがわかった.粒子表面の改質状態を29Si-NMRにより評価したところ表面疎水化の程度が分散粒径と相関があり, 加水分解時の水の過剰率を変えることにより表面疎水化の程度および分散性を制御できることがわかった.またこのチタニア超微粒子は有機溶媒に分散させると優れた透明性と紫外線遮蔽性を示した.
  • 山東 睦夫, 砥綿 篤哉, 柘植 明
    1992 年 18 巻 3 号 p. 308-314
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    チタン酸カリウムウィスカに水分を吸着させた後, 界面活性物質を含むn-ヘキサン中に分散させて, 吸着水分とアルコキシドを反応させることにより, ウィスカ表面のシリカあるいはチタニアによるコーティングを試みた.ケイ酸エチル10vol.%・ジーn-オクチルアミン3・10-2mol・dm-3n-ヘキサン溶液中で反応させた場合に, 均一なシリカ被膜が得られ, 吸着水分量によるコーティング量の制御を行うことができた.また, イソプロピルアルコールを添加したヘキサン中に吸湿したウィスカを分散させて, 吸着水分量により加水分解されるよりわずかに過剰のチタンイソプロポキシドの希釈液を滴下し, チタニアコーティング処理を行ったところ, アルコール濃度5vol.%において良好なコーティング特性を得た.
  • 砥綿 篤哉, 淡野 正信, 山東 睦夫, 柘植 明
    1992 年 18 巻 3 号 p. 315-321
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    一つの新しい粉体表面改質方法を検討するため, 疎水性有機溶媒であるノルマルヘキサン中でチタンのアルコキシドの加水分解反応を利用して, あらかじめ水を吸着させたアルミナ微粒子表面にチタニアを均一にコーティングすることを試みた.この方法において, チタニア微粒子がアルミナ表面から分離しない処理条件を明らかにした.コーティング粒子は, TEM, EDX, 熱分析, ICP分析により評価した.また, 一様にコーティングされたアルミナ微粒子は, チタニア微粒子にほぼ近いゼータ電位を示していた.なおチタニアの生成量は, アルミナ表面への吸着水分量を調節することによって制御することができた.
  • 上村 芳三, 烏丸 隆二, 幡手 泰雄
    1992 年 18 巻 3 号 p. 322-329
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    金属超微粒子の新規な利用法として, 水素吸蔵合金との加圧複合成型体化を行い, (1) 活性化挙動, (2) 水素吸蔵速度, (3) 粉化挙動を検討した.水素吸蔵合金としては, LaNi5を選んだ.LaNi5微粉と金属超微粒子を所定の量比 (主として超微粒子/LaNi5重量比=1/1) で混合後, 加圧 (9.8×108Pa) 成型して得た直径20mm, 厚さ1.2~1.3mmのペレットを実験試料とした.金属超微粒子としては, 粒径70~80nmのニッケル, コバルト, 鉄, SUS304, パーマロイPBを使用した.比較のためポリスチレン微粒子 (8.5μm) も使用した。金属超微粒子の中で, ニッケルを用いた場合, 最も活性化し易く, 粉化しにくかった.ニッケル/LaNi5重量比 ((1/4) /1-4/1) の検討を行った結果, 微粒子含有率は多いほど粉化防止に効果があるが, 吸蔵速度は全般的に小さくなることが判明した.
  • 田中 真人, 斉藤 淳, 細貝 和彦, 木村 勇雄
    1992 年 18 巻 3 号 p. 330-337
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    マグネタイト粉末によって均一に被覆されたポリスチレンビーズが懸濁重合によって生成された。関与する液体に対する濡れ特性が同程度であるマグネタイト粉末の大きさと, その添加量が段階的に変えられ, 複合体粒子の粒径分布, 平均粒径, 収率等に及ぼす影響が検討された.
    マグネタイトの付着率の測定と電子顕微鏡観察から, マグネタイト粉末の有効占有面積と, 機械的保護層の厚さが複合体粒子の粒径を支配していることがわかった.
  • 金田 清臣, 藤田 和男, 今中 利信
    1992 年 18 巻 3 号 p. 338-345
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    アミノ化ポリマー (I, II) はクロロメチル化ポリスチレンとN, N-ジメチル-1, 3-プロパンジアミンまたはジエチレントリアミンから合成した.アミノ基と含酸素官能基 (水酸基.エーテル基) を持つポリマー (III, IV, V) はアミノ化ポリマー (I) をKOH存在下, エチレングリコール, グリセロールまたは2-エトキシエタノールとの反応より得た.Rh6(CO)16とアミノ化ポリマーをH2O, CO6気圧, 40℃にて反応を行うとポリマー上にRh6(CO)152-とRh6(CO)15H-が生成する.一方, 100℃, CO1気圧ではRh14(CO)254-が得られる.固定化Rh6種をKOHで処理するとRh7(CO)163-となる.固定化Rh6種は, オレフィンから一個の炭素が増加したアルコール合成反応 (ヒドロヒドロキシメチル化) に活性を持ち, Rh14種はニトロベンゼンからアニリンへの脱酸素反応の触媒となる.両反応ともアミノ基と水酸基を持つポリマー (III, IV) が担体として有効である.
  • 清田 佳美, 中野 義夫, 市田 浩之
    1992 年 18 巻 3 号 p. 346-352
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    アクリルアミド, N-イソプロピルアクリルアミドおよびN-アクリロイルピペリジンを用いて表面疎水性度の異なるN-イソプロピルアクリルアミド共重合体ゲルを合成した.これらのゲルは, 熱刺激により水和・脱水和する.これらのゲルの表面特性とゲルの分子構造ならびに熱刺激の効果を安息香酸とフタル酸の吸着実験によって明らかにした.
    安息香酸やフタル酸は, 相転移温度 (Tp) 以上の高温では吸着し, 相転移温度 (Tp) 以下の低温では脱着する.これは, ゲルの表面状態 (親・疎水のバランス) に依存している.相転移温度以下の293Kおよび相転移温度以上の323Kにおいてこれらの吸着等温線はヘンリー型を示した.相転移温度 (Tp) は, 分子設計の段階で制御可能であり, 親水性のモノマー (アクリルアミド) の添加によりTpは上昇し, 疎水性のモノマー (N-アクリロイルピペリジン) の添加によりTpは低下する.温度を293Kと323Kの間で段階的に変化させることにより, 吸着質の吸脱着は速やかにかつ可逆的に行われることが解った.
  • 近藤 昭彦, 吉岡 克浩, 東谷 公
    1992 年 18 巻 3 号 p. 353-359
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    ミクロスフェアへのカルボキシル基および水酸基導入量がγ-グロブリン (γ-Gb : 抗体モデルタンパク質) の吸着および共有結合性に与える影響を検討するため, スチレン (St) /メタクリル酸 (MAA) 共重合体 (P(St/MAA)) およびスチレン/2-ヒドロキシエチルメタクリレート (HEMA) 共重合体 (P(St/HEMA)) ミクロスフェアを種々のモノマー組成で無乳化剤乳化重合により調製した.Stに対するMAAまたはHEMA含有率を各々11.5, 13.8mol%まで上げた共重合ミクロスフェアでは表面親水性度が上がるため, ポリスチレン (PSt) ミクロスフェアに比べγ-Gb吸着量が低下するとともに吸着は可逆性の高いものとなった.一方, P (St/MAA) ミクロスフェアではカルボジイミド法で, またP (St/HEMA) ミクロスフェアではCNBr法でγ-Gbを共有結合により固定化できた.特に, P (St/MAA), MAA=11.5%ミクロスフェアでは効率よく, 完全にγ-Gbを共有結合で固定化できた.したがって, こうしたMAA含有率の高いP (St/MAA) ミクロスフェアは, 抗体の共有結合用担体に適していると考えられる.
  • 尾上 薫, 歌田 拓, 城塚 正
    1992 年 18 巻 3 号 p. 360-367
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    合金の固相酸化による新しい担持型金属触媒の調製法, 特に金属の粒子径制御の原理を明らかにするために.LaNi5を出発原料として.LaおよびNiの段階酸化過程におけるNiおよびNiO結晶子径の成長速度を測定した.操作因子として酸化温度, 酸素分圧を変化させた.これより.結晶成長過程を未酸化Niの熱成長過程とNi酸化時の結晶成長過程とに大別したNiおよびNiO結晶子径の触媒粒子内半径方向分布の経時変化に関するモデルを提案し, 実験結果との対応から1) 酸素速度パラメータと結晶子成長速度定数から成る2つの特性値とNi酸化時の結晶子径成長係数を用いると酸化過程におけるNi平均結晶子径の経時変化が予測可能である, 2) 領域IIにおける特性値が領域lの特性値と等しい場合には半径方向に均一な結晶子径を有する触媒を調製しうる, という点などを明らかにした.また, 3) CO吸着測定による触媒のNi分散度はNi結晶子径RcNiに対し極大値を示し, たとえばRcNiが19nmの場合に分散度が大きいことが判明した.
  • 小林 敬幸, 松田 仁樹, 架谷 昌信
    1992 年 18 巻 3 号 p. 368-371
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    The effect of production conditions on the characteristics of fine particles with spray-pyrolysis, using several kinds of cobalt salt solutions whose cations were commonly Co2+, was preriously studied. The characteristics of the fine particles produced by spray-pyrolysis from four kinds of acetate-salt solutions were investigated in order to study the mechanism of formation of fine particles in more detail. Under the experimental conditions an anion of (CH3COO) - was fixed. The acetate ion had no significant effect on the characteristics of the fine particles, but the reaction temperature was an important factor in determining their characteristics.
  • 小林 敬幸, 平尾 晴紀, 松田 仁樹, 架谷 昌信
    1992 年 18 巻 3 号 p. 371-375
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Titania fine particles having several components were produced as composite particles by spray-pyrolysis in order to develop new functional materials. The structure of the particles and the effect of production conditions were investigated. The results showed that particle size and the specific surface area were changed by doping Pt, Co, Mn and Ni elements onto the titania matrix, the effects depending on the kind of material doped. The particles doped with Pt had a structure in which platinum particles with a mean diameter of 6.86 nm were dispersed in the matrix, and doped Co-, Mn- and Ni-components were ununiformly dispersed within the particles.
  • 船造 俊孝, 佐藤 将裕, 荻野 幸男, 若尾 法昭
    1992 年 18 巻 3 号 p. 375-379
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    The rapid expansion of supercritical fluid solutions proposed by Matson et al. was applied to the system of silica and water. A filmwise silica with cracks was obtained when water was evaporated slowly from the mixture received on a plate. However, fine amorphous silica spheres were collected on a hot plate by impinging the mixture on the plate at a temperature higher than 423K, i.e., when water was rapidly separated from the silica particles. The amorphous silica spheres collected on the hot plate were of median diameter in the range from 0.050.15 μm, and the diameter increased with increasing solubility of silica in water.
  • 高橋 武重, 星野 宏欣, 甲斐 敬美
    1992 年 18 巻 3 号 p. 380-382
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    The preparation of ultrafine silica particles was carried out by thermal decomposition of tetraethoxysilane (TEOS) to elucidate the effects of reaction conditions on the character of the particles. Particle size increases with TEOS concentration and reaction temperature. Measurement of surface area and micropore distribution revealed that the fine particle had a micropore of less than 10 nm. The acidity of the silica was dependent upon the preparation temperature. Nickel catalyst prepared by an impregnation method on the silica had high catalytic activity for the benzene hydrogenation reaction.
  • 幡手 泰雄, 岡江 寿朗, 上村 芳三, 河野 恵宣, 畑中 千秋, 井手 俊輔, 原口 俊秀
    1992 年 18 巻 3 号 p. 382-385
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Monodispersed polymer spheres having irregular surface were prepared using monodispersed polystyrene spheres of 10μm diameter as nucleus. They were then patched with n-butyl methacrylate polymer particles by dispersion polymerization of n-butyl methacrylate.
    The surface condition of the monodispersed polymer spheres was controlled by controlling the mixing rate during the dispersion polymerization.
    More uniformly patched and more minute polymer particles were recognized on the surface of each sphere at higher mixing rates.
  • 上島 健二, 神田 陽一, 東谷 公
    1992 年 18 巻 3 号 p. 385-388
    発行日: 1992/05/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    The ordering of colloidal particles in various electrolyte concentrations is simulated using the Monte Carlo method, in which interaction between particles is described by the DLVO theory. Two types of ordering mechanism are found : one is due to attraction of interparticle potential, the other to repulsion of interparticle potential. Since the attractive particles arrange themselves after clustering, they form an ordered structure more slowly than do repulsive particles.
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