新規吸着測定法の開発とシリカ系多孔性材料（ZSM-5およびSBA-15）の等圧過程における気体吸着測定

Hiromitsu Ito; 伊藤博光; Taku Iiyama; 飯山拓; Akihiko Matsumoto; 松本明彦

doi:10.20731/zeoraito.35.3.109

新規吸着測定法の開発とシリカ系多孔性材料（ZSM-5およびSBA-15）の等圧過程における気体吸着測定Development of Novel Gas Adsorption Apparatus and its Application to Isobaric Gas Adsorption Analysis on Siliceous Porous Materials (ZSM-5 and SBA-15)

伊藤博光¹，飯山拓²，松本明彦¹Hiromitsu Ito¹, Taku Iiyama², Akihiko Matsumoto¹

¹ 豊橋技術科学大学　環境・生命工学系epartment of Environmental and Life Sciences, Toyohashi University of Technology ◇ 1–1 Hibarigaoka, Tempaku-cho, Toyohashi 441–8580, Japan

² 信州大学　理学部，環境・エネルギー材料科学研究所Faculty of Science, Center for Energy and Environmental Science, Shinshu University ◇ 3–1–1 Asahi, Matsumoto, Nagano 390–8621, Japan

受理日：2018年6月1日Accepted: June 1, 2018

発行日：2018年7月15日Published: July 15, 2018

吸着等温線測定は，最も普及した多孔性材料の評価方法である。しかし産業に近いシチュエーションに焦点を当てると，等圧過程での吸着量と温度の関係（吸着等圧線）や気体の吸着速度がプロセス設計や材料開発に対して重要な知見となりえる。これらの知見を正確に得るためには，吸着等温線測定装置では不可能な等圧制御が必要である。既存の容量法や重量法による吸着量測定装置では等圧線を直接測定することが出来ず，また精密な吸着速度を測定するにはいくつかの制限や困難が伴う。そのため本研究では，重量天秤を用いることなく精密な圧力制御を可能にする次世代型吸着装置：圧力フィードバック法を開発した。本稿では，圧力フィードバック法の測定原理や解析法をシリカ系多孔性材料（ZSM-5およびSBA-15）に対して行った等圧過程における吸着測定と合わせて概説する。

A measurement of gas adsorption isotherm is widely applied to analyze the pore structure of porous materials. Considering industrial situations, however, a relation between the amount adsorbed and temperature at constant pressure (adsorption isobar) and rate constants of adsorption are also beneficent knowledge for a process design and a materials development. In order to determine these adsorption properties, it is required to precisely control gas pressure constant. The measurement of isobars and the determinations of adsorption rate constants have been performed by gravimetric analysis with gas flow system, however, the gravimetric system needs to improve the control of sample temperature and partial pressure of single component gas due to a large sample chamber. Besides, it is impossible to perform ‘in-situ’ measurement with scattering methods and spectroscopies. We developed a next-generation method for adsorption measurement: pressure feedback method (PFM). The PFM apparatus enables the precise control of pressure in the adsorption of single component gas without the gravimetric system. In this review, we demonstrate the principle of PFM and the analysis method with the results of constant pressure measurement of gas adsorption on siliceous porous materials (ZSM-5 and SBA-15).

キーワード：吸着等圧線；吸着速度；SBA-15；ZSM-5；圧力フィードバック

Key words: adsorption isobar; rate of adsorption; SBA-15; ZSM-5; pressure feedback method

日本ゼオライト学会　刊行物 Publication of Japan Zeolite Association

解説解説

新規吸着測定法の開発とシリカ系多孔性材料（ZSM-5およびSBA-15）の等圧過程における気体吸着測定Development of Novel Gas Adsorption Apparatus and its Application to Isobaric Gas Adsorption Analysis on Siliceous Porous Materials (ZSM-5 and SBA-15)