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

ISSN: 0918–7774
一般社団法人日本ゼオライト学会 Japan Zeolite Association
〒162-0801 東京都新宿区山吹町358-5 アカデミーセンター Japan Zeolite Association Academy Center, 358-5 Yamabuki-cho, Shinju-ku, Tokyo 162-0801, Japan
Zeolite 39(2): 56-68 (2022)
doi:10.20731/zeoraito.39.2.45

解説解説

鉄鋼スラグを原料とした機能性多孔質材料の合成と環境浄化への応用Synthesis of Functional Porous Materials from Iron and Steel Slag and Their Environmental Applications

桑原 泰隆1,2,3，山下 弘巳1,2Yasutaka Kuwahara1,2,3, Hiromi Yamashita1,2

1 大阪大学大学院工学研究科マテリアル生産科学専攻Division of Materials and Manufacturing Science, Graduate School of Engineering, Osaka University ◇ 〒565–0871 大阪府吹田市山田丘2–1

2 京都大学触媒・電池元素戦略研究拠点（ESICB）Unit of Elements Strategy Initiative for Catalysts & Batteries （ESICB）, Kyoto University ◇ 〒615–8510 京都府京都市西京区京都大学桂

3 科学技術振興機構さきがけJapan Science and Technology Agency, PRESTO ◇ 〒332–0012 埼玉県川口市本町4–1–8

受理日：2022年3月9日Accepted: March 9, 2022
発行日：2022年4月15日Published: April 15, 2022
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鉄鋼スラグは製鉄プロセスにおいて大量に生じる副生成物であり，その新規用途開発が望まれている。鉄鋼スラグは，原料である鉄鉱石や石灰石に由来し，CaO，SiO2，Al2O3，MgO，FeOなどの成分から構成される複雑系酸化物である。主成分の一つであるSiO2はゼオライトやメソポーラスシリカなどのシリカ多孔体の構成成分であることから，鉄鋼スラグを原料としてこれら材料を合成できれば，安価かつ資源有効利用に立脚したシリカ多孔体製造プロセスとなりうる。我々は簡便な化学プロセスにより鉄鋼スラグに含まれる構成元素を再構築することで，シリカ多孔体を含む機能性酸化物材料（ゼオライト–ハイドロキシアパタイト複合体，CaO –メソポーラスシリカ複合体）へと変換する手法を開発してきた。また，合成した酸化物複合体の化学的特性を利用し環境浄化用吸着材やCO2吸着材としての応用を行った。本稿ではこれら鉄鋼スラグを原料とした機能性多孔質材料合成プロセスの概要と，吸着材としての応用について述べる。

Iron and steel slag is a large volume byproduct produced in the iron and steel industry, and the development of new and advanced recycling processes for iron and steel slag has been industrially required. Compositionally, iron and steel slag is a complex oxide consisting of CaO, SiO2, Al2O3, MgO, FeO, and other minor components derived from iron ore and limestone. Among those, SiO2 is a constituent of porous silica materials such as zeolite and mesoporous silica. The use of iron and steel slag as a raw material will pave a way for an inexpensive and sustainable synthetic process for producing porous silica materials. To date, we have developed several methods to convert iron and steel slag into functional oxide materials containing porous silica materials （zeolite-hydroxyapatite composite, CaO-mesoporous silica composite） through simple chemical processes, and examined their applications as adsorbents in environmental purification and CO2 capture. This review describes the synthesis of functional porous materials from iron and steel slag and their environmental applications as adsorbents.

キーワード：鉄鋼スラグ；ゼオライト；メソポーラスシリカ；吸着材；CO2回収貯留

Key words: iron and steel slag; zeolite; mesoporous silica; adsorbent; carbon capture and storage

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