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DEVICE AND METHOD FOR MEASURING POROUS MATERIAL CHARACTERISTICS

Patent code P07A010599
File No. NI0500017
Posted date Oct 4, 2007
Application number P2005-249180
Publication number P2007-064731A
Patent number P4572297
Date of filing Aug 30, 2005
Date of publication of application Mar 15, 2007
Date of registration Aug 27, 2010
Inventor
  • (In Japanese)飯山 拓
Applicant
  • (In Japanese)学校法人信州大学
Title DEVICE AND METHOD FOR MEASURING POROUS MATERIAL CHARACTERISTICS
Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for measuring characteristics for a porous material provided with constitution capable of obtaining easily various characteristics of the porous material.

SOLUTION: The device 1 includes a storage part 3 for storing the porous material 2, a pressure detecting part 4 for detecting internal pressure of the storage part 3, a gas storage part 5 for storing prescribed gas introduced into the storage part 3, and a gas exhaust part 6 for exhausting the gas from the storage part 3. In this characteristic measuring instrument 1, an introduction volume of the gas into the storage part 3 and a discharge volume of the gas from the storage part 3 are controlled based on detection pressure detected by the pressure detecting part 4 to maintain the internal pressure in the storage part 3 at a constant level.

Outline of related art and contending technology (In Japanese)


ゼオライトや活性炭等の多孔性物質の内部には、大量の微少空間が形成されている。この微少空間は種々のガスを吸着することから、微少空間を利用したガスの貯蔵や分離、反応が注目されている。近年では、水素やメタン等の貯蔵や、環境負荷物質の除去等を行うための新規な多孔性物質の開発が盛んに行われている。



微少空間へのガスの取込量、すなわち、ガスの吸着量は、多孔性物質の重要な特性の一つである。そのため、新規な多孔性物質が合成された際等には、必ず、ガスの吸着量の測定が行われている。かかる吸着量の測定方法としては、コイルスプリング等の弾性体の伸長量から多孔性物質の重量増加分を測定することで吸着量を直接的に測定する重量法や、密閉容器内に封入したガスの圧力の変化を測定し気体の状態方程式を用いて吸着量を間接的に測定する容量法が知られている(たとえば、特許文献1から3参照)。



重量法や容量法では、多孔性物質が収納された収納容器の内部温度を所定の温度に維持した状態で、吸着量の圧力依存性が測定される。すなわち、一定温度下において、収納容器の内圧を変化させたときの多孔性物質の吸着量が測定され、その測定結果に基づいて、一定温度下における多孔性物質の吸着量と収納容器の内圧との関係を示す吸着等温線が作成される。吸着量の圧力依存性の測定は、必要に応じて、収納容器の内部温度を種々変えながら行われ、各温度に対応した吸着等温線が作成される。そして、作成された吸着等温線を用いて吸着量の算出や多孔性物質の他の特性の解析が行われる。




【特許文献1】特開2005-69848号公報

【特許文献2】特開2002-277369号公報

【特許文献3】特開2000-292246号公報

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、多孔性物質の特性測定装置および多孔性物質の特性測定方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
外部刺激による多孔性物質のガスの吸着量を検出して多孔性物質の特性を測定する方法に用いられる多孔性物質の特性測定装置であって
容積が一定で多孔性物質が収納された収納部と、該収納部へ導入される所定のガスが貯蔵されたガス貯蔵部と、上記収納部から上記ガスの排気を行うガス排気部とを備えるとともに、
上記収納部の内部圧力を検出する圧力検出部を有し、該圧力検出部で検出された検出圧力に基づいて、上記収納部への上記ガスの導入量と上記収納部からの上記ガスの排出量との少なくともいずれか一方を制御して、上記収納部の内部圧力を一定に維持するフィードバック制御部と、
上記収納部内部圧力を一定に維持した状態で上記多孔性物質に外部刺激を与える手段と
を備え、
上記ガスの導入量と上記ガスの排出量との差に基づいて上記外部刺激による上記多孔性物質の上記ガスの吸着量を測定する
ことを特徴とする多孔性物質の特性測定装置。

【請求項2】
 
前記フィードバック制御部は、前記収納部と前記ガス貯蔵部との間に配設され、前記収納部への前記ガスの導入量を調整する導入量調整部と、前記収納部と前記ガス排気部との間に配設され、前記収納部からの前記ガスの排出量を調整する排出量調整部とを備え、前記圧力検出部で検出された検出圧力に基づいて前記収納部の内部圧力を所定の設定値に維持するように、上記導入量調整部と上記排出量調整部との少なくともいずれか一方の流量調整を行うことを特徴とする請求項1記載の多孔性物質の特性測定装置。

【請求項3】
 
前記収納部の内部圧力が所定の設定値で平衡状態になった以後も、前記収納部に前記ガスを導入することを特徴とする請求項2記載の多孔性物質の特性測定装置。

【請求項4】
 
前記収納部への前記ガスの導入量を検出する導入量検出部と、前記収納部からの前記ガスの排出量を検出する排出量検出部とを備え、
上記導入量検出部で検出された前記ガスの導入量と、上記排出量検出部で検出された前記ガスの排出量との差から、前記多孔性物質への前記ガスの吸着量を測定することを特徴とする請求項1から3いずれかに記載の多孔性物質の特性測定装置。

【請求項5】
 
前記収納部の内部圧力の設定値に対応する設定圧力信号を出力する設定圧力出力部と、
前記圧力検出部から出力される検出圧力信号および上記設定圧力信号が入力され、かつ、上記設定圧力信号と上記検出圧力信号との差を増幅して出力する差動増幅回路とを備え、
該差動増幅回路からの出力に基づいて、前記ガスの導入量と排出量との少なくともいずれか一方の調整を行うことを特徴とする請求項1から4いずれかに記載の多孔性物質の特性測定装置。

【請求項6】
 
前記ガスの導入量を略一定とし、前記圧力検出部で検出された検出圧力に基づいて、前記ガスの排出量の調整を行うことを特徴とする請求項1から5いずれかに記載の多孔性物質の特性測定装置。

【請求項7】
 
外部刺激による多孔性物質のガスの吸着量を検出して多孔性物質の特性を測定する方法に用いられる多孔性物質の特性測定装置であって
容積が一定で多孔性物質が収納された収納部と、該収納部へ導入される所定のガスが貯蔵されたガス貯蔵部と、上記収納部から上記ガスの排気を行うガス排気部とを備えるとともに、
上記多孔性物質の重量を検出する重量検出部を有し、該重量検出部で検出された検出重量に基づいて、上記収納部への上記ガスの導入量と上記収納部からの上記ガスの排出量との少なくともいずれか一方を制御して、上記多孔性物質への上記ガスの吸着量を一定に維持するフィードバック制御部と、
上記ガスの吸着量を一定に維持した状態で上記多孔性物質に外部刺激を与える外部刺激付与手段と
を備え、
上記ガスの吸着量が一定に維持された状態で上記外部刺激に対応して変化する多孔性物質の特性を測定する
ことを特徴とする多孔性物質の特性測定装置。

【請求項8】
 
前記フィードバック制御部は、前記収納部と前記ガス貯蔵部との間に配設され、前記収納部への前記ガスの導入量を調整する導入量調整部と、前記収納部と前記ガス排気部との間に配設され、前記収納部からの前記ガスの排出量を調整する排出量調整部とを備え、前記重量検出部で検出された検出重量に基づいて前記多孔性物質への前記ガスの吸着量を所定の設定値に維持するように、上記導入量調整部と上記排出量調整部との少なくともいずれか一方の流量調整を行うことを特徴とする請求項7記載の多孔性物質の特性測定装置。

【請求項9】
 
前記多孔性物質への前記ガスの吸着量が所定の設定値となり、かつ、前記収納部の内部が平衡状態になった以後も、前記収納部に前記ガスを導入することを特徴とする請求項8記載の多孔性物質の特性測定装置。
Industrial division
  • Measurement
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2005249180thum.jpg
State of application right Right is in force
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