ハイドロゲルを用いた含有機酸廃水の淨化法の開発

• Project/Area Number: 17686066
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Properties in chemical engineering process/Transfer operation/Unit operation
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 車田 研一 Yokohama National University, 大学院・環境情報研究院, 准教授 (80273473)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥20,280,000 (Direct Cost: ¥15,600,000、Indirect Cost: ¥4,680,000); Fiscal Year 2007: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2006: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2005: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
• Keywords: hydrogel / amorphous solid media / diffusive kinetics / stable immobilization / mechanical durability / reinforcement coating / equilibrium partition coefficient / removal of organic toxic acids / adsorption / distribution coefficient / diffusion / thin layer coating / alginate gel / diffusion equiation / diffusion coefficient / removal of toxic phenol / extraction using tributyl phosphate / adsorption using gel medium / immobilization of extractant TBP / distribution ratio / compatibility to liquid-liquid extraction / stripping process by immersion in base solution / required durability of gel in base

Research Abstract

フェノールに代表される有機酸は比較的水中溶解度が大きく、深刻な水汚染の原因になりやすい。すなわち、一度溶解すると分離しづらい。さらに生体毒性もあるため生分解も遅い。このため、水に溶解した有機酸は人工的な手段(何らかの工程)で除去される必要がある。申請者らはこれら有機酸と特異的に相互作用する種をハイドロゲルやガラス(アモルファス固体媒体)などのハンドリングが容易な媒体に固定化することにより、取扱いが容易な廃水処理材の開発を行っている。ここでは相互作用種の安定な固定化と、拡散操作の最適化による本方法のフィージビリティー改善が研究の目的であった。
平成19年度は本若手研究(A)の量終年度にあたった。そこで申請者らはハイドロゲルもしくはその類似媒体の拡散操作における迅速化と機械的強度の大幅な改善を行い、これらを実際に使用できる系へレベルアップすることを企図した。まず第一に被固定化種の更なる安定化が必要である。島津製作所製フーリエ変換赤外分光光度計IR PRESTAGE-21を用いて被固定化種の長期間の安定化の実験的検討を行い、これを実証した。更に、ハイドロゲルは膨潤環境で使用されるにせよ、乾燥した環境で用いられるにせよ、実用上充分な磯械的強度を有することが大切である。この点を検証しながら研究を進めるために、島津製作所製微小硬度計HMV1Tを用いて強度の検討を行った。実用に供せられる十分な強度を持つハイドロゲル/ガラス媒体を作製し、本手法が廃水からの溶解有機酸種の除去に有効であることを示した。これまでに論文等での外部発表に到っている。また続報も引き続き化学工学関係の学会で発表する予定である。

Research Products

• [Journal Article] An application of transparent mesoporous bulk silica to a titanium dioxide photocatalyst with adsorption and decomposition functions (2008)
  • Author(s): E. Otsuka
  • Journal Title: Journal of Sol-Gel Science and Technology 46 Pages: 71-78
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hybrid Gel Reinforced with Coating Layer for Removal of Phenol from Aqueous Solution (2008)
  • Author(s): G. Pan
  • Journal Title: Chemical Engineering Journal 138 Pages: 194-199
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of Hydrogel for Removal of Pollutant Phenol in Water (2008)
  • Author(s): G. Pan
  • Journal Title: Journal of the Chinese Institute of Chemical Engineers (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dye coloration of silica with completely incompatible organic dye using stably coexiting organic solbvent (2007)
  • Author(s): Kurumada, Kamimura et al.
  • Journal Title: Dyes and Pigments 74 Pages: 433-438
• [Journal Article] Method of fabrication of submicron composite microparticles of hydroxapatite and ferromagnetic nanoparticles for a protein drug carrier (2007)
  • Author(s): Yamada, Kurumada et al.
  • Journal Title: Advanced Powder Technology (in press)
• [Journal Article] Organic Gel Media for Removal of Phenolic Water Pollutant (2005)
  • Author(s): Ken-ichi Kurumada, Yutaka Yamada, Keiji Igarashi, Gaogeng Pan, Naoki Umeda
  • Journal Title: JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 38(10) Pages: 657-663
  • NAID: 10019037336
• [Journal Article] The Effect of Surfactants on Liquid-Liquid Extraction of Ceria Nanoparticles (2005)
  • Author(s): Masato Yoshida, Masao Suzuki, Kenzo Susa, Kenichi Kurumada
  • Journal Title: JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 38(9) Pages: 718-721
  • NAID: 130000019318
• [Presentation] Fabrication of Composite Particles of Magnetite and Hydroxyapatite by Microemulsion Technique (2007)
  • Author(s): K. Kurumada
  • Organizer: The 2nd Asian Symposium on Emulsion Polymerization and Functional Polymeric Microspheres BE-JING
  • Place of Presentation: 北京
  • Year and Date: 2007-09-15