表面濡れ度合いの評価および最大吸湿量と細孔容積の関係による稚内層珪質頁岩の上限塩化物含浸水溶液濃度の決定

概要

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稚内層珪質頁岩は北海道宗谷地方に豊富に賦存する天然のメソポーラス材料であり，特に相対湿度70%以上で大きな吸放湿量が得られ，最大吸着量は270 mg/gに達する．その吸湿能力の向上を目的として塩化物の水溶液に含浸させ細孔内に担持させた場合，担持量が過剰だと高湿度下で吸着水，担持物質が潮解して生じた水溶液が細孔から溶出し，表面が濡れた状態になってしまうという問題がある．そこで高湿環境曝露後の試料表面のRGB色調解析により求める濡れ度合いの評価により，表面濡れを生じない担持量となる上限含浸水溶液濃度を定めた．塩化リチウムの上限濃度は4 wt%，塩化カルシウムは5 wt%となった．また，上限含浸水溶液濃度でそれぞれの塩化物を担持させた珪質頁岩の最大吸湿量は，窒素ガス吸着法で求められるメソ孔の容積から仮定する保持可能な吸湿量とほぼ一致していることがわかった．試料表面の濡れを生じさせないためには，最大吸湿時の吸着水体積を細孔直径50 nm以下のメソ孔容積以下に留めることが効果的であることが示された．