【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.17】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NM0201
利用課題名 / Title
異なるpHにおける煆焼アロフェンの溶解挙動に関する検討
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials
キーワード / Keywords
誘導結合プラズマ発光分光/ Inductively coupled plasma emission spectroscopy, 非金属系構造材料/ Non-metallic structural materials, ,資源循環技術/ Resource circulation technology
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
斎藤 豪
所属名 / Affiliation
東京大学 大学院工学研究科建築学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
藤井 湧
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
異なるpHにおける煆焼アロフェンのSiとAlの溶解度を明らかにすることを目的とする
実験 / Experimental
煆焼アロフェン型ジオポリマーの強度発現メカニズムに影響を与える溶存ケイ酸の構造を制御するため、原料となる煆焼アロフェンの最適な煆焼条件を検討した。具体的には、以下の手順で実験を行った。 pH13 および 14 のアルカリ溶液 25mL に、異なる温度(800℃, 825℃, 850℃, 875℃, 900℃)と時間(3時間、6時間)で煆焼したアロフェン 0.5g を加え、室温で 24 時間反応させた。 反応後、遠心分離 (4000 rpm、10 分間) を行い、得られた上澄み液を 0.45 μm のメンブレンフィルターで濾過した。 濾液中の Si および Al 濃度を、誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICP-OES)を用いて測定した。測定には、耐フッ化水素酸型トーチおよびイナートスプレーチャンバ(シングルパス)を装備し、ニューマティクス同軸形ネブライザーを用いた。高周波出力 1200 W、プラズマガス流量 12 L/min、試料導入速度 0.6 mL/min の条件で、アキシャル測光モードで測定を行った。検量線溶液は、液性をマッチングするために、ナカライテスク製 NaOH 溶液 0.2 mL を分取し、100mL の PP 製全量フラスコに移し入れ、Al および Si の標準溶液を添加し、Milli-Q 水で標線までうすめて作製した。
結果と考察 / Results and Discussion
図１より、pH14 の条件において、焼成温度 800℃、焼成時間 3 時間で焼成したアロフェンが最も高い Si および Al の溶解度を示した。焼成温度および焼成時間の増加に伴い、Si と Al の溶解度は減少する傾向が見られた。pH13の条件では、SiとAlの溶解度共にpH14より低かった。
これらのことから、焼成温度800℃、３時間で焼成したアロフェンを最適な焼成条件と決定した。今後は、27Al MAS NMRの結果と合わせて煆焼アロフェンの構造変化が溶解度に及ぼす影響を分析する。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1異なるpHにおける煆焼アロフェンの溶解度（mg/L）
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件