Development of materials for solid-phase recovery reaction and liquid-phase conversion reaction for low-concentration carbon dioxide

低浓度二氧化碳固相回收反应及液相转化反应材料的开发

基本信息

批准号：
22K05186
负责人：
加納博文
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05186/
关键词：
環境負荷低減物質 CCUS DAC アルカリ金属炭酸塩

项目摘要

(1)これまでは、炭酸ナトリウムとカーボンとのナノコンポジットを、既報の方法に従って得ていたが、これまでとは異なる調製条件によって水酸化ナトリウムとテレフタル酸からテレフタル酸ナトリウムを得、焼成温度も変えてコンポジットを調製し、化学組成やCO2吸蔵特性の違いを検討した。その結果、最初に溶解しないテレフタル酸を除去することや焼成温度を923 Kにすることで、炭酸ナトリウムの含量が多く、CO2吸蔵特性に優れたコンポジットを得ることができた。反応性について、市販のテレフタル酸ナトリウムと比較しながら進めた。2-1) CO2の電気化学的選択還元によるエタノール等への変換について検討するための電極を作製した。まず、アセチレンを炭素源として、アンモニアを窒素源として、これらの混合ガスを用い、また基板として鉄のウェハを用い、PVCVD法により窒素ドープ炭素膜（Fe/NC）を形成させた。その後、Fe/NC上に金属銅のナノ粒子をCVD法により形成させた。蒸着時間を50～400秒と変え、銅粒子の性状を変えることを試みた。一方、湿式法でも、CuSO4+硫酸水溶液を用い、作用極にFe/NC電極を、金属銅を対極に用い、－0.8 Vを10秒印加し銅を析出させた。このようにして得られた電極を用い、SEM観察により、金属銅の析出の状況を確認し、最適条件を検討した。2-2) 液相におけるナノ細孔性カーボン触媒によるCO2変換反応市販のグリニャール試薬を用い、基本的なグリニャール反応について予備的に検討し、ブロモベンゼンとCO2から安息香酸が生成することを確認した。この反応系について、炭素のナノ細孔の効果を調べる計画を立案した。

(1)到目前为止，碳酸钠和碳的纳米复合材料已经按照先前报道的方法获得，但是我们采用不同的制备条件由氢氧化钠和对苯二甲酸获得对苯二甲酸钠，并且我们还改变了煅烧温度并制备了不同的复合材料。研究了化学成分和二氧化碳储存特性的差异。结果，通过首先除去未溶解的对苯二甲酸并将煅烧温度设置为923 K，他们能够获得具有高碳酸钠含量和优异的CO2存储性能的复合材料。将反应性与市售对苯二甲酸钠进行比较。 2-1) 制作电极以研究通过电化学选择性还原将CO2转化为乙醇等。首先，使用乙炔作为碳源、氨作为氮源、它们的混合气体，以铁晶片作为基板，通过PVCVD法形成氮掺杂碳膜(Fe/NC)。之后，通过CVD方法在Fe/NC上形成金属铜纳米粒子。我们尝试通过将沉积时间从 50 秒更改为 400 秒来改变铜颗粒的特性。另一方面，在湿法中，使用CuSO4+硫酸水溶液，使用Fe/NC电极作为工作电极，使用金属铜作为对电极，施加-0.8V 10秒来沉积铜。使用这样得到的电极，通过SEM观察确认金属铜的析出状态，并研究最佳条件。 2-2) 在液相中使用纳米多孔碳催化剂的CO2转化反应我们使用市售的格氏试剂对基本格氏反应进行了初步研究，并证实由溴苯和CO2生成苯甲酸。我们制定了一项计划来研究碳纳米孔对该反应系统的影响。