Efficient wastewater treatment using functionalized thermo-responsive polymers

• Project/Area Number: 20310040
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Environmental technology/Environmental materials
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: TOHRU Saitoh Nagoya University, 工学研究科, 准教授 (40186945)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): UEHARA Nobuo 宇都宮大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50203469) ; MATSUMIYA Hiroaki 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10362287)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000); Fiscal Year 2010: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2009: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2008: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
• Keywords: 環境保全技術 / 温度感応性高分子 / 反応性官能基 / 排水処理技術 / アルデヒド / フェノール / チオール / 金コロイド / 酸化酵素 / キトサン / チロシナーゼ / 酸化 / 凝集 / 排水処理 / 迅速化 / アミノ基 / 排水浄化 / 均一水溶液

Research Abstract

Thermo-responsive polymers containing amino functionalities were prepared by the water soluble carbodiimide-mediated condensation of chitosan or polyallylamine with poly (N-isopropylamine). The polymers became water-insoluble above the lower critical solution temperature (ca. 33℃) and quantitatively collected as the coagulates. Tyrosinase and peroxidase/hydrogen peroxide were useful for the oxidation of phenols that can bind to the amino moiety of polymer. Under the optimum conditions, 300mg/l of phenol was completely eliminated from water within 10min. Varieties of phenolic compounds and estrogenic hormones were almost completely removed. The applicability of the proposed method to the wastewater treatment was successfully demonstrated.

Research Products

• [Journal Article] Removal of phenols in water using chitosan-conjugated thermo-responsive polymers (2011)
  • Author(s): T.Saitoh, K.Asano, M.Hiraide
  • Journal Title: journal of Hazardous Materials Vol.185, No.2-3 Pages: 1369-1373
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Surfactant-coated aluminum hydroxide for the rapid removal and biodegradation of hydrophobic organic pollutants in water (2011)
  • Author(s): T.Saitoh, M.Yamaguchi, M.Hiraide
  • Journal Title: Water Research Vol.d5, No.4 Pages: 1879-1889
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Surfactant-coated aluminum hydroxide for the rapid removal and biodegradation of hydrophobic organic pollutants in water (2011)
  • Author(s): T.Saitoh, M.Yamaguchi, M.Hiraide
  • Journal Title: Water Research Volume: 45 Pages: 1879-1889
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Removal of phenols in water using chitosan-conjugated thermo- responsive polymers (2011)
  • Author(s): T.Saitoh, K.Asano, M.Hiraide
  • Journal Title: Journal of Hazardous Materials Volume: 185 Pages: 1369-1373
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polymer-functionalized gold nanoparticles as versatile sensing materials (2010)
  • Author(s): N.Uehara
  • Journal Title: Analytical Sciences Vol.26, No.12 Pages: 1219-1228
  • NAID: 10027574489
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Calorimetric assay of glutathione based on the spontaneous disassembly of aggregated gold nanocomposites conjugated with water-soluble polymer (2010)
  • Author(s): N.Uehara, K.Ookubo, T.Shimizu
  • Journal Title: Langmuir Vol.26, No.9 Pages: 6818-6825
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Colorimetric assay of glutathione based on the spontaneous disassembly of aggregated gold nanocomposites conjugated with water-soluble polymer (2010)
  • Author(s): N.Uehara, K.Ookubo, T.Shimizu
  • Journal Title: Langmuir Volume: 26 Pages: 6818-6825
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polymer-functionalized gold nanoparticles as versatile sensing materials (2010)
  • Author(s): N.Uehara
  • Journal Title: Analytical Sciences Volume: 26 Pages: 1219-1228
  • NAID: 10027574489
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chitosan-conjugated thermo-responsive polymer for the rapid removal of phenol in water (2009)
  • Author(s): T.Saitoh, Y.Sugiura, K.Asano, M.Hiraide
  • Journal Title: Reactive & Functional Polymers 69(10) Pages: 792-796
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chitosan-conjugated thermo-responsive polymer for the rapid removal of phenol in water (2009)
  • Author(s): T.Saitoh, Y.Sugiura, K.Asano, M.Hiraide
  • Journal Title: Reactive & Functional Polymers 69 Pages: 792-796
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Colorimetric Assay of Aminopeptidase N Activity Based on Inhibition of the Disassembly of Gold Nano-Composites Conjugated with a Thermo-Responsive Copolymer (2009)
  • Author(s): Nobuo Uehara, Maki Fujita, Tokuo Shimizu
  • Journal Title: Analytical Sciences 25 Pages: 267-273
  • NAID: 10025210418
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高分子を被覆した金ナノ粒子を用いる生理活性物質の計測 (2009)
  • Author(s): 上原伸夫
  • Journal Title: ケミカルエンジニアリング 54 Pages: 11-17
• [Presentation] 疎水基含有高分子凝集系の設計と水中疎水性有機汚染物質の迅速除去,化学工学会 (2011)
  • Author(s): 齋藤徹, 大野直紀, 平出正孝
  • Organizer: 第76年会(要旨集)
  • Year and Date: 2011-02-22
• [Presentation] 坂水基含有高分子凝集系の設計と水中疎水性有機汚染物質の迅速除去 (2011)
  • Author(s): 齋藤徹, 大野直紀, 平出正孝
  • Organizer: 化学工学会第76年会
  • Place of Presentation: 要旨集
  • Year and Date: 2011-02-22
• [Presentation] Synthesis of Gold Nanoparticles from Gold Nanoclusters Conjugated with Thermoresponsive Polymer by Thermal Stimuli (2010)
  • Author(s): 上原伸夫
  • Organizer: Pacifichem 2010
  • Place of Presentation: Honolulu (Hawaii)
  • Year and Date: 2010-12-16
• [Presentation] Synthesis of Gold Nanoparticles from Gold Nanoclusters Conjugated with Thermoresnonsiye Polymer by Thermal Stimuli (2010)
  • Author(s): Nobuo Uehara
  • Organizer: Pacifichem 2010
  • Place of Presentation: Honolulu (Hawaii)
  • Year and Date: 2010-12-16
• [Presentation] ポリアリルアミン結合温度感応性高分子を用いる水中フェノール系薬剤の迅速除去 (2010)
  • Author(s): 淺野耕太郎, 齋藤徹, 平出正孝
  • Organizer: 日本分析化学会第59年会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台市)
  • Year and Date: 2010-09-17
• [Presentation] ポリアリルアミン結合温度感応性高分子を用いる水中フェノール系薬剤の迅速除去 (2010)
  • Author(s): 淺野耕太郎, 齋藤徹, 平出正孝
  • Organizer: 日本分析化学会第59年会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台)
  • Year and Date: 2010-09-17
• [Presentation] 熱応答性高分子を被覆した金ナノクラスターからの熱刺激による金ナノ粒子の創製 (2010)
  • Author(s): 上原伸夫, 藤田牧, 清水得夫
  • Organizer: 日本分析化学会第59年会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台市)
  • Year and Date: 2010-09-16
• [Presentation] 熱応答性高分子を被覆した金ナノクラスターからの熱刺激による金ナノ粒子の創製 (2010)
  • Author(s): 上原伸夫, 藤田牧, 清水得夫
  • Organizer: 日本分析化学会第59年会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台)
  • Year and Date: 2010-09-16
• [Presentation] 刺激感応性高分子を用いる簡便・迅速・高効率な分離分析 (2010)
  • Author(s): 齋藤徹
  • Organizer: 分析試薬懇談会(日本分析化学会第59年会)
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台市)
  • Year and Date: 2010-09-15
• [Presentation] 刺激感応性高分子を用いる簡便・迅速・高効率な分離分析 (2010)
  • Author(s): 齋藤徹
  • Organizer: 分析試薬懇談会(日本分析化学会第59年会)
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台)
  • Year and Date: 2010-09-15
• [Presentation] アドミセルクロマトグラフィーの設計と抗菌剤の分離分析への応用 (2010)
  • Author(s): 伊藤暁哉, 齋藤徹, 平出正孝
  • Organizer: 日本分析化学会第59年会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台)
  • Year and Date: 2010-09-15
• [Presentation] 熱刺激により蛍光分子を放出する金ナノ複合体:新しい蛍光ナノ粒子センサーの提案 (2010)
  • Author(s): 吉田蔵, 上原伸夫, 清水得夫
  • Organizer: 日本分析化学会第59年会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台)
  • Year and Date: 2010-09-15
• [Presentation] 界面活性剤を用いる水中疎水性有機汚染物質の迅速除去およびバクテリア分解 (2010)
  • Author(s): 齋藤徹, 山口正人, 平出正孝
  • Organizer: 化学工学会第42回秋季大会
  • Place of Presentation: 同志社大学(京都市)
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] 界面活性剤を用いる水中疎水性有機汚染物質の迅速除去およびバクテリア分解 (2010)
  • Author(s): 齋藤徹, 山口正人, 平出正孝
  • Organizer: 化学工学会第42回秋季大会
  • Place of Presentation: 同志社大学(京都)
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] 熱応答性高分子を被覆した金ナノ粒子の分析化学的利用 (2010)
  • Author(s): 上原仲夫, 吉田蔵, 清水得夫
  • Organizer: 分析化学東京カンファレンス2010
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉市)
  • Year and Date: 2010-09-02
• [Presentation] 熱応答性高分子を被覆した金ナノ粒子の分析化学的利用 (2010)
  • Author(s): 上原伸夫, 吉田蔵, 清水得夫
  • Organizer: 分析化学東京カンファレンス2010
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉)
  • Year and Date: 2010-09-02
• [Presentation] Extraction of Trace Constituents with Hydrophobic Aggregates for Water Analysis (2010)
  • Author(s): 平出正孝, 齋藤徹, 杉浦右将
  • Organizer: The 5th International Conference on Ion Exchange (ICIE 2010)
  • Place of Presentation: Melbourne(Australia)
  • Year and Date: 2010-06-19
• [Presentation] キトサン結合温度感応性高分子を用いる汚染水中フェノールの迅速除去 (2010)
  • Author(s): 齋藤徹, 浅野耕太郎, 平山正孝
  • Organizer: 化学工学会第75年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学(鹿児島市)
  • Year and Date: 2010-03-20
• [Presentation] キトサン結合温度感応性高分子を用いる汚染水中フェノールの迅速除去 (2010)
  • Author(s): 齋藤徹, 浅野耕太郎, 平出正孝
  • Organizer: 化学工学会第75年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学 (鹿児島市)
  • Year and Date: 2010-03-20
• [Presentation] 界而活性剤-水酸化アルミニウム凝集による水中マラカイトグリーンの迅速除去 (2009)
  • Author(s): 齋藤誠, 齋藤徹, 平出正孝
  • Organizer: 日本化学会西日本大会2009
  • Place of Presentation: 愛媛大学(松山市)
  • Year and Date: 2009-11-07
• [Presentation] 界面活性剤-水酸化アルミニウム凝集による水中マラカイトグリーンの迅速除去 (2009)
  • Author(s): 齋藤誠, 齋藤徹, 平出正孝
  • Organizer: 日本化学会西日本大会2009
  • Place of Presentation: 愛媛大学 (松山市)
  • Year and Date: 2009-11-07
• [Presentation] 熱応答性高分子被覆型金ナノ粒子の吸光・蛍光特性に基づくチオール化合物のセンシング (2009)
  • Author(s): 上原伸夫, 藤田牧, 清水得夫
  • Organizer: 日本分析化学会第58年会
  • Place of Presentation: 北海道大学(札幌市)
  • Year and Date: 2009-09-26
• [Presentation] 熱応答性高分子被覆型金ナノ粒子の吸光・蛍光特性に基づくチオール化合物のセンシング (2009)
  • Author(s): 上原伸夫, 藤田牧, 清水得夫
  • Organizer: 日本分析化学会第58年会
  • Place of Presentation: 北海道大学 (札幌市)
  • Year and Date: 2009-09-26
• [Presentation] 熱応答性高分子:金微粒子のナノプロセッシング用マテリアル (2009)
  • Author(s): 上原仲夫, 藤田牧, 清水得夫
  • Organizer: 分析化学東京コンファレンス2009
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉市)
  • Year and Date: 2009-09-04
• [Presentation] 熱応答性高分子 : 金微粒子のナノプロセッシング用マテリアル (2009)
  • Author(s): 上原伸夫, 藤田牧, 清水得夫
  • Organizer: 分析化学東京コンファレンス2009
  • Place of Presentation: 幕張メッセ (千葉市)
  • Year and Date: 2009-09-04
• [Presentation] 熱応答性高分子を複合化した金ナノ粒子を用いるホモシテインの色彩計測 (2009)
  • Author(s): 上原伸夫, 矢野雄志, 清水得夫
  • Organizer: 第70回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 和歌山大学(和歌山市)
  • Year and Date: 2009-05-16
• [Presentation] 水中有機汚染物質の迅速捕集とバクテリア分解への界面活性剤の効果 (2009)
  • Author(s): 山口正人, 齋藤徹, 平出正孝
  • Organizer: 第70回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 和歌山大学(和歌山市)
  • Year and Date: 2009-05-16
• [Presentation] アミノ基含有温度感応性高分子を用いる水中フェノール誘導体の除去 (2009)
  • Author(s): 淺野耕太郎, 杉浦右将, 齋藤徹, 平山正孝
  • Organizer: 第70回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 和歌山大学(和歌山市)
  • Year and Date: 2009-05-16
• [Presentation] アミノ基含有温度感応性高分子を用いる水中フェノール誘導体の除去 (2009)
  • Author(s): 淺野耕太郎, 杉浦右将, 齋藤徹, 平出正孝
  • Organizer: 第70回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 和歌山大学 (和歌山市)
  • Year and Date: 2009-05-16
• [Presentation] 水中有機汚染物質の迅速捕集とバクテリア分解への界面活性剤の効果 (2009)
  • Author(s): 山口正人, 齋藤徹, 平出正孝
  • Organizer: 第70回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 和歌山大学 (和歌山市)
  • Year and Date: 2009-05-16
• [Presentation] 熱応答性高分子を複合化した金ナノ粒子を用いるホモシテインの色彩計測 (2009)
  • Author(s): 上原伸夫, 矢野雄志, 清水得夫
  • Organizer: 第70回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 和歌山大学 (和歌山市)
  • Year and Date: 2009-05-16
• [Presentation] キトサン結合温度感応性高分子を用いる水中フェノール迅速除去法の設計 (2009)
  • Author(s): 齋藤徹, 杉浦右将, 平出正孝
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学船橋キャンパス
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] Chromatic Assay of γ-GTP with Gold Nano-Composites Conjugated with Thermo-Responsive Copolymer (2008)
  • Author(s): N. Uehara, M. Fujita, C. Kobayashi, T. Shimizu
  • Organizer: China-Japan-Korea Symposium on Environmental Analytical Chemistry
  • Place of Presentation: アモイ, 中国
  • Year and Date: 2008-11-03
• [Presentation] 熱応答性高分子を被覆した金ナノ粒子の凝集/分散挙動に及ぼすチオール化合物の効果 (2008)
  • Author(s): 上原伸夫, 藤田牧, 野呂純二, 清水得夫
  • Organizer: 日本分析化学会第57年会
  • Place of Presentation: 福岡大学
  • Year and Date: 2008-09-12
• [Presentation] 熱応答性高分子複合化金ナノ粒子を用いるチオール系生理活性物質の色彩計測 (2008)
  • Author(s): 矢野雄志, 藤田牧, 上原伸夫, 清水得夫
  • Organizer: 分析化学東京コンファレンス2008
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
  • Year and Date: 2008-09-04
• [Presentation] 水中有機汚染物質の迅速捕集とバクテリア分解 (2008)
  • Author(s): 山口正人, 齋藤徹, 平出正孝
  • Organizer: 第69回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(名古屋市)
  • Year and Date: 2008-05-15
• [Presentation] キトサン結合温度感応性高分子を用いる水中フェノールの高効率捕集 (2008)
  • Author(s): 齋藤徹, 杉浦右将, 平出正孝
  • Organizer: 第69回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(名古屋市)
  • Year and Date: 2008-05-15
• [Presentation] キトサン結合温度感応性高分子を用いる水中フェノールの高効率捕集 (2008)
  • Author(s): 齋藤徹, 杉浦右将, 平出正孝
  • Organizer: 第69回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Year and Date: 2008-05-15
• [Presentation] 水中有機汚染物質の迅速捕集とバクテリア分解 (2008)
  • Author(s): 山口正人, 齋藤徹, 平出正孝
  • Organizer: 第69回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Year and Date: 2008-05-15
• [Presentation] 熱応答性高分子を複合化した金ナノ粒子を用いるγ-GTP活性の測定 (2008)
  • Author(s): 上原伸夫, 大久保光揮, 野呂純二, 清水得夫
  • Organizer: 第69回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Year and Date: 2008-05-15
• [Presentation] 熱応答性高分子を複合化した金ナノ粒子を用いるシステイニルグリシン分解酵素活性の測定 (2008)
  • Author(s): 上原伸夫, 大久保光揮, 野呂純二, 清水得夫
  • Organizer: 第69回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Year and Date: 2008-05-15