【研究分野】環境材料・リサイクル

【研究領域課題番号】16K00620 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

可溶化 / リサイクル / 資源回収 / エステル交換 / 鹸化 / 架橋化EVA / 1-ヘキサノール / 2-エチル-1-ヘキサノール / 熱硬化性樹脂 / ネットワークポリマー / 廃棄物再資源化

【研究成果の概要】

架橋化EVAを１－ヘキサノールや2-エチル-1-ヘキサノール中で加熱すると、可溶化率は水酸化カリウムの濃度に比例して増加し、可溶化率は2-エチル-1-ヘキサノール中184℃では15分で90％以上に達した。初期可溶化速度(v)はv=ｋ[EVA][KOH]　（可溶化速度定数（k）,架橋化EVA濃度[EVA]、水酸化カリウム濃度[KOH]）で表すことができた。可溶化反応の活性化エネルギーから、架橋化EVAの可溶化は１－ヘキサノール中ではエステル交換反応および引き続く水酸化カリウムによる鹸化で、２－エチル－１－ヘキサノール中では主に鹸化で進行すると考えられる。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】リサイクル工学

【研究領域課題番号】22360386 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

再資源化 / 資源回収 / 産業連関分析 / リサイクル / 温暖化ガス / 品質損失 / 希釈損失 / 製品LCA / 環境マネジメント / 再生利用 / 再使用 / グリーンプロダクション / ゼロエミッション

【研究成果の概要】

金属資源の持続可能な保全にはリサイクルが重要である.元の用途へのリサイクルが望ましいが,解体時の異種金属混合のため,元より要求の低い用途に使わることが少なくない.その結果,追加的な温暖化ガスなどの環境負荷が発生する.この環境負荷を推定する手法を開発し,自動車に使われる鉄鋼に応用した.破砕・選別技術の高度化によるスクラップ品質向上が自動車生産に関わる温暖化ガスを少なからず低減できることを定量的に明らかにした. 関連し,金属素材が廃棄・回収・リサイクルを経て用途を変遷していく過程を定量的に説明する数学モデルを開発した.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)

【研究分野】プラズマ理工学

【研究領域課題番号】05680387 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

熱プラズマ / 廃棄物 / 資源回収 / セラミックス / 焼却灰 / 反応機構 / リサイクル / 水素

【研究成果の概要】

この研究は、反応性熱プラズマを用いて都市ごみ等の焼却灰を溶融、無害化しこれから金属資源を回収することを最終目的とし、その基礎的研究として、4種類の反応性ガスを添加した熱プラズマで5種類のセラミックスを処理し、生成物、残留物等の分析や起こりうる反応のギブス自由エネルギー変化の比較により反応機構の解明を行った。その結果、各セラミックス処理において、反応経路を「試料中の熱分解→試料上の反応→蒸発→気相中の熱分解→気相中の反応」という分類にしたがって整理した。そしてさらに分解対象のセラミックスをマグネシア(MgO)、シリカ(SiO_2)、アルミナ(Al_2O_3)に絞り、反応性ガスも水素(H_2)だけを取り上げ、これらセラミックスと反応性プラズマとの作用機構を詳しく検討した。その結果、MgOやSiO_2の場合はH_2を添加すると試料の質量減少が促進され、添加量が多くなるとその効果は少なくなった。また水素添加効果の現れている際の質量減少速度はH_2濃度の0.5乗に比例し、還元作用にH原子が関与していると考えられ、これはプラズマ発光分析により確認された。MgOの場合は生成物に金属Mgが存在し、金属回収の可能性が示されたが、SiO_2の場合は生成物中にSiは見られず、金属回収は困難であると推測された。これらの結果と平衡組成図、表面温度の推算値などから、H_2によるMgO,SiO_2の蒸発、還元機構のモデルを提案した。一方、Al_2O_3の場合、H_2を添加しても質量減少はほとんどみられず、これは推算した基材表面温度での平衡組成で、Al_2O_3は安定であるためと考えられた。今後はこれら3種類の混合物での実験を行い、その結果と、ここで得られた結果をもとに反応性熱プラズマによる焼却灰からの有用金属回収法を提案する予定である。

【研究種目】一般研究(C)

【研究期間】1993 - 1994

【配分額】2,000千円 (直接経費: 2,000千円)