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吸着速度測定方法 コモンズ

国内特許コード P150011585
整理番号 N14088
掲載日 2015年3月24日
出願番号 特願2015-008204
公開番号 特開2016-133395
出願日 平成27年1月20日(2015.1.20)
公開日 平成28年7月25日(2016.7.25)
発明者
  • 飯山 拓
  • 伊藤 博光
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 吸着速度測定方法 コモンズ
発明の概要 【課題】 時間微分等の複雑な処理を行うことなく、簡易な構成、方法により高精度に多孔体への吸着速度を測定する方法を提供する。
【解決手段】 サンプルセル内の圧力に基づいて、装置内の目的流体の流量を調整する圧力フィードバック法を用いて、吸着剤試料への目的流体の吸着速度を測定する。本発明に係る測定方法によれば、サンプルセルへの目的流体の導入流量および排出流量と、所定の定数を用いた簡易な演算処理により、微分等の処理を経ることなく、直接吸着速度を算出することが可能となる。
【選択図】 図2
従来技術、競合技術の概要


流体の多孔体への吸着現象は、物質の貯蔵、分離、精製等に広く利用されている。特に物質の分離においては、分子種による吸着量の違いを利用した平衡分離が知られており、これまで本発明者らは、多孔性物質の吸着量等の吸着特性を、圧力フィードバック方式を用いて測定するための測定装置および測定方法について報告している(特許出願1)。



一方、上記の平衡分離に加え、目的流体の分子種による吸着速度の違いを利用した速度分離が、近年多くの関心を集めている。吸着速度分離は、加熱や冷却のプロセスを必要とせず、エネルギーの消費が少ない圧力の制御のみで物質を分離できるため、Pressure Swing Adsorption(PSA)法による空気の窒素、酸素への分離をはじめとして、広く工業的に利用されている。



吸着速度の測定方法としては、これまでに、吸着剤試料を格納した容器中に目的流体を流通させた上で、重量天秤により吸着剤試料の重量変化を測定する方法が報告されている(非特許文献1)。

産業上の利用分野


本発明は、吸着速度測定方法に関する。具体的には、多孔質試料へ物質を吸着させる際の吸着速度を、簡易な方法で高精度に測定するための測定方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
吸着剤試料を格納するサンプルセルと、
該サンプルセルに所望の流量で目的流体を導入する導入部と、
前記サンプルセルから前記目的流体を所望の流量で排出する排出部と、
前記サンプルセル内の圧力を測定する圧力測定部を備える測定装置を用い、
前記吸着剤試料が格納された前記サンプルセル内に前記目的流体を導入し、前記目的流体の圧力で所望の圧力で一定に保つステップと、
前記目的流体の導入量または排出量の少なくともいずれか一方の量を変化させ、前記サンプルセル内の前記目的流体の圧力を変化させるステップと、
前記目的流体の圧力を変化させた際の、前記サンプルセル内への目的流体の導入流量、前記サンプルセル内からの目的流体の排出流量の差を用いて、前記吸着剤試料への目的流体の吸着速度を算出するステップと、
を備えることを特徴とする、吸着速度測定方法。

【請求項2】
前記吸着速度を算出するステップにおいて、目的流体の吸着速度を下記の式で算出することを特徴とする、請求項1記載の吸着速度測定方法。
【数1】


式中、導入流量fiintroは、目的流体の導入流量、fioutは、目的流体の排出流量、P°は標準圧力(P°=101.3kPa)、T°は標準温度(T°=298.15K)、Rはガス定数(R=8.31JK-1mol-1)である。

【請求項3】
前記サンプルセル内の前記目的流体の圧力を所望の圧力で一定に保つステップの前工程として、目的流体の導入を行わずに排出を行い、サンプルセル内を減圧するステップと、
をさらに備えることを特徴とする、請求項1または2記載の吸着速度測定方法。

【請求項4】
前記吸着剤試料が、多孔質固体試料であることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項記載の吸着速度測定方法。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2015008204thum.jpg
出願権利状態 公開
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