吸着技術の産業応用ハンドブック
技術者・研究者向けの書籍紹介
発刊日 2009年6月12日
体 裁 A4版 424頁
ご案内
冷蔵庫の中で使われる脱臭剤や靴底に敷くデオドラントシートなど, 我々の身の回りには吸着材と呼ばれる物質を多く用いていることは, 一般市民でも少しは知っていることであろうか。吸着材は生活と密接に関係する物質であり, 現象である。このように吸着という現象は, ありふれているけれども, 一般市民にとってはあまりなじみのない言葉かもしれない。「くっつく」「吸いつく」といった方がわかりやすいように思える。ただ, 「くっつく」というと接着が思い浮かんだり,「吸いつく」というと吸引というイメージにつながる。一般の方々に吸着とは何かを, わかりやすく簡潔に説明するのは結構難しいのである。やはり, 「活性炭で臭いをとったり, 浄水したりするのが吸着である」と説明する方がよほどわかりやすいであろう。しかしながら, では吸着とはどんな物理化学現象なのだろうかとなると, 結局わかってもらっていない。これは一般市民のみならず, 工業に携わる技術者の方々でも, 例外ではない。前述のように, 吸着現象を利用した製品や施設, システム, プロセスなど様々なものが我々の生活においてなくてはならないものとなっている。このことを, よく理解してもらっていないのであれば, 知ってもらおうというのが, この本の趣旨である。特に工業に携わる研究者や技術者の方に, 吸着分野が応用されている産業やその具体例, また, 産業分野において吸着現象と関わる要素技術について, できる限り広い範囲で紹介しようというねらいから, このハンドブックを作成することとなった。当然, 企業の研究者や技術者の方々からの意見を反映させて, 内容をまとめてある。小難しい理論などは後の方に回してあるので, 早い段階で応用事例に出くわすことになる。また, 以前からハンドブックなどで紹介された物質や材料についても, それほど詳細には掲載してないので, これまでの吸着現象に関連するハンドブックとも, 少し変わった内容になっている。目次を見ていただくと, 環境技術に関わる分野からエネルギー分野,バイオテクノロジーといった比較的大きな産業分野から, ドライクリーニングや浄水器といった生活関連の分野まで, 広く応用事例や要素技術を紹介することにした。また, 吸着に関わる技術で, 新たな分野もまとめてある。すべての産業分野における吸着技術の応用例を網羅できれば万全であるが, 当然吸着と関わる産業分野であっても, そのような観点からの研究や技術的な考察がなされていない分野もある。特にエレクトロニクスなどの先端産業において, 吸着現象が関わる応用分野は大きいと思われるが, その観点から考察されていない。このハンドブックの応用事例を参考にしていただければ, 必ず, その他の産業分野でも吸着と密接に関わっていることが実感できると確信する。このように, 特に吸着を専門とする方以外の研究者や技術者の多くの方々に本書を見ていただき, 現在携わっている現象の解明や改良, 今後の新規分野への展開において, 有益な知見を与えられればと期待している。
書籍の内容
【序章 吸着技術とは】
１．吸着とは
２．吸着のメカニズム［気相吸着／液相吸着］
３．吸着材の分類
４．応用技術の基礎［固体の分離・除去］
【１章 吸着現象の応用事例】
１節吸着剤
a ）炭素系［概論］
b ）シリカ系［シリカ系吸着剤／シリカゲルの製造法／シリカゲルの
物性と吸着特性／シリカゲルの選択吸着性能／吸着剤の劣化］
c ）ゼオライト系［ゼオライトについて／ゼオライトを用いた分離技術／ゼオライトによる調湿効果］
d ）金属錯体系［金属錯体／天然ガス吸着貯蔵／金属錯体の合成法, 構造および物性評価］
e ）イオンふるい材料［イオン鋳型反応によるイオンふるい吸着剤の
合成／イオンふるい作用／細孔径の評価と応用］
２節産業における応用事例
a ）水処理［活性炭の種類／上水・用水処理／下水・廃水処理］
b ）液体の回収・除去技術［下水処理水の高度処理事例／工業用水等としての
高度処理検討事例／醸造工場排水の再利用事例／研究所排水の再利用事例］
c ）海水からの農業栽培用水の製造［天然ゼオライトによる海水の
改質／二段階による農業用水製造プロセス］
d ）火力発電所の海水温排水からのリチウム採取技術［リチウム吸着システムの
流動状態とリチウム吸着量／リチウム採取の実用化を目指したパイロットプラント］
e ）貴金属の回収［活性炭による金回収事例／その他の貴金属回収事例］
f ）ガスの除外［大容量排ガス処理用活性炭／プロセスと主要機器／脱硫・脱硝反応／その他の
有害物質の除去］
g ）脱臭技術［脱臭技術の概観／臭気の評価方法および規制値／臭気の
評価方法および規制値の問題点／悪臭物質の特性と吸着］
h ）悪臭防止［臭気対策の（最近の）動向／脱臭方法の概要／吸着法による脱臭］
i ）吸着剤よる脱臭事例［脱臭に用いられる吸着剤の概要／吸着法による
脱臭技術（脱臭設備）の概要／事例紹介／脱臭設備の設計例］
j ）活性炭による溶剤回収［溶剤回収用活性炭に求められる吸着特性／実際の溶剤回収装置例］
k ）ナノテクノロジ［活性炭のナノ構造／分子ふるい活性炭］
l ）吸着ヒートポンプ［密閉式吸着ヒートポンプ／開放系吸着ヒートポンプ］
m）ハニカムロータの応用（熱交換器とその他）［全熱交換器／ハニカムロータ除湿機
（デシカント除湿機）／デシカント空調機／ハニカムロータ型溶剤（VOC）濃縮装置］
n ）吸着剤を用いたガス貯蔵［メタン吸着材および吸着貯蔵システムの開発／吸着式ガス貯蔵の
導入事例／結果および考察／下水処理場からバイオガスへの適用／家畜糞尿から
発生するバイオガスへの適用／総括］
o ）石油備蓄［石油精製廃水処理／特殊活性炭による原油中の微量水銀吸着］
p ）気体吸着法による同位体の分離［同位体の用途とその製造法／気相吸着における同位体効果］
q ）化学交換法によるリチウム, ホウ素同位体の分離［化学交換法の原理と
適用／ホウ素同位体の配位子交換による分離／リチウム同位体の分離／今後の解決すべき課題］
r）光触媒［光触媒と光触媒反応／光触媒と吸着／吸着材と複合化された
光触媒／吸着材と複合化された光触媒に関する研究事例／光触媒と吸着材との複合化］
s ）電気二重層キャパシタ［電気二重層キャパシタ（EDLC）と他の蓄電デバイスとの比較／EDLCに
使用される活性炭の製法／EDLCに適した活性炭性能／EDLC用活性炭の
最近の動向／EDLCの実用例］
t ）薬 品［特許事例紹介］
u ）クリーニング排水処理装置［ドライクリーニング排水／処理方法／装置の仕様／装置の
構成／実証実験結果］
【２章 吸着現象の基盤技術】
１節応用事例における基盤技術
a ）ロータ型空調技術［吸着材ロータ／ロータ回転式除湿機／吸着式デシカント空調プロセス／水蒸気
吸着材／吸着材ロータの数学モデルと数値解析例］
b ）VOC回収技術［吸着法によるVOC回収技術の現況／吸着法によるVOC回収技術の今後の課題］
c ）濃縮・精製技術［濃縮・精製技術／プロセスガス技術／水素の精製／天然ガスの
脱湿と脱酸／脱水技術］
d ）天然ガスの精製［天然ガスについて／天然ガスの精製工程／脱水／脱水銀／都市ガス中の
付臭剤／合成天然ガスの精製／GTL］
e ）アフィニティクロマトグラフィー用充填材［アフィニティクロマトグラフィーと
バイオ生産物分離／アフィニティリガンドの選択／アフィニティクロマトグラフィー操作／
目的物質吸着時の拡散抵抗の小さい担体］
f ）バイオセンサー［バイオセンサーとは？／バイオセンサーの作製・利用と
吸脱着現象／バイオセンサー作製とタンパク質吸着／免疫測定における
非特異吸着の抑制／吸着現象を利用したバイオセンサーの高感度化］
g ）吸着プラントの設計［吸着プラント設計のための基本事項／活性炭吸着除去に関与する
因子／吸着平衡と吸着速度／プラント設計のためのモデル式／相似律を利用した
固定層吸着過程の迅速評価／代替指標による計測困難な諸成分の
破過予測／吸着プロセスと他プロセスとの連携／吸着プラントの一般的諸元］
２節応用事例における新技術
a ）ダイオキシン［ダイオキシン類／ダイオキシン類除去用活性炭／粉末活性炭吹き込み法／活性炭吸着塔］
b ）環境ホルモン［環境ホルモンの概要／環境ホルモンの検出方法／環境ホルモンの除去方法］
c ）健康リスク削減［主な健康リスク要因とそのリスク削減／有害な多原子イオンあるいは
分子の選択的認識・捕捉／実用化の技術課題］
d ）浄水器［おいしい水／おいしい水の要件／浄水器の種類／浄水器の
浄水機構／浄水器に使用される活性炭／活性炭処理］
【３章 基礎理論】
１節吸着現象の基礎
１. 気相吸着
２. 液相吸着
２節空気分離
１. 空気分離のための吸着剤
２. PSAの概要と短サイクル時間近似の考え方
３．空気分離PSAの設計
４．合成ゼオライト（ZMS）を用いた空気分離
５．モレキュラシーブカーボン（CMS）を用いた空気分離
６．CMS塔とZMS塔の組み合わせによる改善
７．あとがき
３節電気化学吸着
１. はじめに
２. 電気化学吸着の基礎
３. 電気二重層キャパシタ
【４章 吸着操作における異常現象と対策】
１節液相吸着におけるクレーム事例対策
１. 吸着操作における異常現象と対策（液相吸着におけるクレーム事例と対策/クレーム事例と対策）
２節気相吸着における異常現象と対策
a ）活性炭の災害とその対策［活性炭に関する災害事例／活性炭の危険物性／気相用途での事故例］
b ）防毒マスクの用途と機能［防毒マスクの用途と機能／呼吸用保護具としての
防毒マスクの特性／特殊用途の防毒マスク］
【５章 特許情報から見た用途の拡大】
１. 吸着and 半導体
２. 吸着and ウェハ
３. 吸着and 基板and 洗浄
４．吸着and エレクトロニクス
５．吸着and 電池
６．吸着and キャパシタ
７．吸着and 食品
８．吸着and 貴金属
９．吸着and 薬剤
10．吸着and 医療
１１. 吸着and 車
