リグニンを原料とした活性炭の細孔構造とバイオエタノール吸着との定量的相関

摘要

本研究では，バイオエタノール精製に必要な多量の熱エネルギーの削減を目指し，蒸留の代替·併用法として吸着法による省エネで環境保全型のエタノールの分離·精製技術の開発を行った．はじめに，薬品賦活法を用いてリグニンを原料とした活性炭を調製した．その結果，比表面積は最大で約2000 m~2 g~(-1)となり，市販品より高い値が得られた．次いで，そのリグニン活性炭によるエタノール吸着実験を行い，市販ハイシリカゼオライトとの比較を行った．エタノール吸着量と各種吸着材の物性との関係を調べた結果，疎水性，マイクロ孔（直径2nm以下）直径およびマイクロ孔容積割合が特にエタノール吸着に及ぼす因子として重要であることが見出された．また，エタノールを吸着した吸着材の熟重量減少挙動を測定し，エタノールは水と比較して選択的に活性炭およびハイシリカゼオライトに吸着されていることが示された．最後に，エタノール吸脱着の繰り返し実験の結果，20回の吸脱着を行っても吸着量は変わらず，繰り返し使用できることがわかった．