바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")Nanomaterials Research Division[Sasaki Takeshi 리서치 디렉터] 연구원 Takahashi Akira, 나노 입자 기능 설계 연구 그룹 및 Kawamoto Toru 이사 인 연구 그룹은 Okoshi Shinichi 교수와 협력하여 국립 대학 대학원 대학원 대학원 과학 대학원 과학 학사 학위와 함께 일하고 있습니다 안료Prussian Blue그러나 일반바카라 주소아우리는 그것이 흡착제보다 더 높은 흡착 능력을 가지고 있음을 발견하고 바카라 주소아 흡착 능력을 증가시키기 위해 프러시아 블루의 구조를 제어했습니다프로이센 블루 아날로그| 합성되었습니다
Prussian Blue는 고대부터 사용 된 안료 중 하나입니다 이번에는 프로이센 블루가 전형적인 바카라 주소아 흡착제 인 제올라이트와 활성탄보다 바카라 주소아를 더 잘 흡수한다는 것을 확인했다 또한, 프러시아 블루에 함유 된 금속이 다른 금속으로 대체되고 결함의 양이 증가한 아날로그에서 바카라 주소아 흡착의 양이 증가했습니다 또한, 일반적인 바카라 주소아에서 저 농도 바카라 주소아의 흡착 능력은 낮지 만, 프러시아 블루는 또한 "무취"수준의 수준에서 공기 중의 낮은 농도 바카라 주소아를 흡수 할 수있다 또한 프로이센 블루 아날로그가 한 번 흡착 된 바카라 주소아를 흡착하고 재사용 할 수 있음이 확인되었다
이 기술은 간호 시설 등의 바카라 주소아 냄새와 싸우는 조치를 제공합니다PM25
이 기술의 세부 사항은 Journal of the American Chemical Society에서 찾을 수 있습니다미국 화학 학회지 저널에 게시 될 예정이지만 그 전에는 온라인 버전 (허용 된 원고)이 2016 년 5 월 5 일에 게시되었습니다
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| 프로이센 블루 (왼쪽)와 프러시아 블루 adsorbs 바카라 주소아 분자 (오른쪽)의 결정 구조 (오른쪽) |
바카라 주소아는 세계에서 가장 많이 생산 된 화학 물질이며, 주요 용도는 비료 및 섬유와 같은 화학 제품을 생산하는 것입니다 반면, 바카라 주소아는 예를 들어 소변을 분해하고 바카라 주소아 냄새를 유발하는 악화 물질 중 하나입니다 대기의 바카라 주소아는 미세 입자 물질 PM25의 원료 역할을하는 물질이며, 농업 및 가축 산업에서 사라진 바카라 주소아에서 유래 한 것으로 생각됩니다 따라서 대기에 포함 된 마른 바카라 주소아를 제거하는 기술이 필요합니다 또한, 바카라 주소아의 농도는 연료 전지에 수소 공급에 함유 될 때 연료 전지에 공급 된 수소에 의해 부정적인 영향을 받고, 연료 전지 차량의 수소 연료에 대한 국제 표준은 01ppm보다 작거나 같아야합니다 특히 일본에서는 정부가 바카라 주소아에서 수소를 생산하는 기술을 개발하고 있으며 수소 연료에서 바카라 주소아를 제거하는 기술이 필수적입니다
현재, 활성탄, 제올라이트, 이온 교환 수지 등은 일반적인 바카라 주소아 흡착제로 사용됩니다 그러나 일부 흡착제는 재사용 어려움, 저농도 바카라 주소아의 저 흡착 능력 및 높은 가격과 같은 문제가 있으며, 저농도 바카라 주소아에서도 높은 흡착 능력을 나타낼 수 있으며 저렴한 가격으로 재사용 할 수있는 바카라 주소아 흡착제가 필요합니다
최근에, 금속과 소분자로 구성된 다공성 배위 폴리머 및 내부에 미세한 공간 네트워크로 가스 흡착 및 회복을위한 새로운 재료로 주목을 끌었습니다 AIST에서는 다공성이 포함됩니다조정우리는 폴리머를 사용하여 유해 물질 제거에 대한 연구 및 개발을 수행했으며, 다공성 조정 중합체 인 프러시아 블루 콤플렉스, 고효율을 갖는 방사성 세슘을 흡착하고 공장 기반 오염 물질의 부피를 줄이기 위해 그것을 사용하는 것과 같은 개발을 해왔다 (Aisotech Press 발표 2012 년 2 월 8 일)
이번에는 프로이센 블루와 프러시아 블루 아날로그의 구조를 사용하여 바카라 주소아 가스 제거 기술을 개발하고 있으며 원자 수준에서 구조적 제어를 통해 바카라 주소아 흡착 능력을 향상시키기 위해 노력하고 있습니다
Prussian Blue는 300 년이 넘는 역사를 가진 푸른 색소이며 Van Gogh와 Katsushika Hokusai의 그림에도 사용되었습니다 Prussian Blue는 철 이온 (Fe) 및 Hexacyanoferrate 이온 ([Fe (CN)6])를 갖는 3 차원 적으로 연결된 구조를 가지며, 내부에 약 05 나노 미터 (NM)의 작은 공간 (진공 부위)이 있으며 바카라 주소아가 포함됩니다 (그림 1 (a)) Prussian Blue는 또한 철 이온을 다른 금속 이온으로 대체하는 것과 같은 원자 규모로 구조 제어 및 Hexacyanoferrate 이온 ([Fe (CN)6])는 누락 된 결함을 생성 할 수 있습니다 (그림 1 (b)) 이번에는이 결함에서 노출 된 금속 이온 (조정 부위)이 분자와의 배위 결합이 발생하기 쉬운 사실에 초점을 맞추 었으며, 불용성 불용성 프러시아 블루가 고밀도에서 바카라 주소아를 흡수 할 수 있는지 여부를 확인하기 위해 특성을 평가했습니다 조정 부위의 수를 가능한 한 많이 늘리기 위해 가능한 한 많은 결함의 양을 늘리고 가능한 한 많은 공간 부위에 들어갈 수있는 알칼리 금속 이온의 함량을 줄이고 코발트-치환 된 프러시아 청색 유사체의 함량을 줄이기 위해 노력했습니다 (CO [CO [CN)6]0.60, 아래 CoHCC 아래) 및 구리-치환 프러시아 블루 아날로그 (Cu [CN)6]0.50, 이하 CUHCF)의 2 개의 유사체를 준비하고 바카라 주소아 흡착 능력을 프러시아 블루와 함께 평가 하였다
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| 그림 1 프로이센 블루 아날로그의 구조 (a) Hexacyano Metal Ion [MB (CN)6] 및 (b) [MB (CN)6]에 결함이있는 경우 내부 공극 사이트 및 조정 사이트 금속 MA와 MB가 모두 철인 경우 프러시아 블루가됩니다
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먼저, 순수한 바카라 주소아의 흡착량은 흡착 물질의 기본 성능으로 평가되었다 무화과 도 2는 Prussian Blue, CoHCC 및 CUHCF가 바카라 주소아에 남아있을 때 압력과 바카라 주소아의 흡착량 사이의 관계를 보여준다 이온 교환 수지, 제올라이트 및 활성탄과 같은 기존의 흡착제의 경우, 다양한 제품을 평가하고 비교하는 문헌에서 각 유형의 가장 높은 흡착량과 데이터를 결합했습니다1프러시아 블루의 바카라 주소아 흡착량은 1 atm에서 kg 당 124 mol (211g)였으며, 이는 기존 흡착제의 것보다 높았다 이것은 약 1nm3또한, 유사체 CoHCC 및 CoHCF는 각각 kg 당 219 mol (373g) 및 206 mol (351g)의 높은 흡착량을 나타냈다 특히, COHCC는 단위 셀당 162 단위의 바카라 주소아 흡착량을 가졌으며, 이는 추정 된 최대 흡착량 176 단위의 93%를 흡착시켰다
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| 그림 2 25 ° C에서 바카라 주소아 압력과 흡착량의 관계 |
다음으로, 프러시아 블루 박막은 바카라 주소아 농도가 0015 ppm 인 정상 실험실에 배치하여 희석 바카라 주소아의 흡착 거동을 확인 하였다 결과적으로, 프러시아 블루 박막의 바카라 주소아 흡착의 양은 시간이 지남에 따라 증가하여 kg 당 03 mol (51 g)의 흡착량을 나타냈다 (도 3 (a)) 이것은 대기에 함유 된 바카라 주소아의 희석 농도가 프러시아 블루 내의 미세권에 흡착되어 있으며, 이는 약 1,700 만 분의 부피에 해당하며 갇혀 있음을 의미합니다 흡착 된 바카라 주소아 (NH3) Prussian Blue 내부의 물과 반응하여 암모늄 이온을 유발합니다 (NH4+)의 결과로 안정화되기 때문이며, 공중으로 다시 릴리스되지 않고 프러시아 블루 안에 남아 있습니다 프로이센 블루의 바카라 주소아 흡착 능력,도 2에 도시 된 이온 교환 수지 (앰버리스트) 및 제올라이트는 유사한 농도의 바카라 주소아를 포함하는 실내에서 검사되었고 제올라이트에 의해 흡착 된 바카라 주소아는 거의 바카라 주소아가 없었다 또한,이 이온 교환 수지는 프로이센 블루와 유사한 흡착 능력을 나타내지 만 매우 비쌉니다 이 결과는 프로이센 블루의 이점을 보여 주었다
또한, 프러시아 블루에 대한 바카라 주소아 흡착이 충분히 빨리 발생하도록하기 위해, 얇은 튜브는 프러시아 블루로 채워졌고 약 1 ppm의 바카라 주소아를 함유 한 공기는 프러시아 블루와 공기 사이의 접촉 시간이 2ms에 불과한 속도로 배출되었다 그림과 같이 3 (b), 튜브를 통과 한 후 086 ppm의 바카라 주소아 농도를 0036 ppm으로 감소시키고, 바카라 주소아의 96%가 흡착되어 제거 될 수있다 또한, CUHCF 및 COHCC를 동일한 방식으로 테스트하였고, 바카라 주소아의 90% 이상이 흡착되어 제거되었다
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| 그림 3 프로이센 블루에 의한 대기 중의 저농도 바카라 주소아의 흡착 거동 (a) 대기에 배치 된 프로이센 블루 박막의 바카라 주소아 흡착량 체류 시간에 따라 증가하고 오후 11시 이후에 평형에 도달합니다 (b) 바카라 주소아 함유 공기를 프러시아 블루 분말로 채워진 튜브로 배출하기 전후의 바카라 주소아 농도의 변화
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마지막으로, 이번에 제조 된 아날로그가 흡착제로 반복적으로 사용될 수 있는지 확인했습니다 결과적으로, 대기로부터 희석 바카라 주소아를 제거하기위한 CUHCF의 적용에서, 희석 된 산으로 세척 할 때, 대기로부터 흡착 된 바카라 주소아를 제거하여 흡착제 물질로 재사용 할 수있게 하였다 또한, COHCC는 순수한 바카라 주소아를 막는 응용 분야에 반복적으로 사용되었습니다
이번에 사용 된 프로이센 블루 아날로그는 지금까지 방사성 세슘 흡착제로 사용 된 재료와 유사하지만 입상 몸체 및 비 짠 직물에서지지되는 다양한 성형 기술이 있습니다 앞으로, 우리는 바카라 주소아 흡착제로서 프러시아 블루와 아날로그를 바카라 주소아 흡착제로서 바카라 주소아 흡착제로서 계속 발전시킬 것입니다이 성형 기술을 사용하여 돼지 집 및 퇴비 건물과 바카라 주소아가 방사 될 수있는 퇴비 건물에 환기 팬에 설치하고, 수소 스테이션에 설치 될 수있는 바카라 주소아를 제거하기 위해 바카라 주소아와 내부적으로 처리 된 가스 배출 파이프를 개발했습니다 또한이 회사는 기술을 제공하기 위해 회사와 공동 연구원을 널리 모집하고 있으며 바카라 주소아 제거 및 바카라 주소아 저장을 실질적으로 사용하는 것을 목표로하고 있습니다
(1) Helminen, J; Helenius, J; Paatero, E; TURUNEN, I 29815 K에서 무기 및 유기 흡착제에 대한 바카라 주소아 가스의 흡착 평형 평형