廃アスベストの再資源化:高機能性材料への新規転換プロセス開発
Project/Area Number |
20K05405
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
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Research Institution | Saitama Institute of Technology |
Principal Investigator |
本郷 照久 埼玉工業大学, 工学部, 教授 (50434303)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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Keywords | アスベスト / 石綿 / クリソタイル / タルク / 不溶解残渣 / 吸着 / 再資源化 / シリカ / 抽出 / リサイクル / 合成プロセス / 機能性材料 |
Outline of Research at the Start |
廃アスベスト(安全性を考慮し、模擬試料を使用)に含まれるMgとSiを高純度かつ高収率に分離する条件を明らかにする。分離により得られたMgとSiは、それぞれ高機能性材料の原料として利用し、その合成プロセスを確立する。合成するのは水質浄化材料やVOC吸着材であり、それらは各種分析機器によりキャラクタリゼーションし、さらにその環境浄化能を評価する。
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Outline of Annual Research Achievements |
本年度も実験の安全性を考慮し、クリソタイルの模擬試料としてタルクを用いた。 メカノケミカル処理を施したタルクを80℃に加熱しながら酸処理することによって、タルクに含まれるMgを水溶液中に抽出し、不溶解成分としてSiを固体試料中に分離した。昨年度に引き続き、Siを含む不溶解残渣の吸着材としての有効利用法を検討するために、そのキャラクタリゼーションをより詳細に行った。この不溶解残渣の主成分はSiO2(約93mass%)であり、フーリエ変換赤外分光光度測定からも、アモルファスシリカに帰属されるピークが確認された。走査型電子顕微鏡観察からは、不溶解残渣の大きさは数μmから25μmに分散しており、その形態は不定形であることが分かった。さらに、ゼータ電位測定を行ったところ、等電点はおよそpH2.5であり、その表面は強酸領域以外では負の電荷を持っていることが分かった。 不溶解残渣の吸着能評価は、陽イオン性のメチレンブルーを用いて行った。メチレンブルー水溶液(10 mg/L)のpHを7.0に調整して吸着実験を行ったところ、メチレンブルー濃度は9.0 mg/Lまでの低下にとどまった。このとき、メチレンブルー水溶液のpHは7.0から6.0まで低下しており、その吸着反応にpHが影響していることが考えられた。そのため、メチレンブルー水溶液のpHを11に調整したところ、その濃度は2.0 mg/Lまで低下し、不溶解残渣は高pH領域で優れたメチレンブルー吸着能を示すことが明らかになった。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新型コロナウイルス感染症による行動制限がほぼなくなったため、今年度に関しては順調に研究を進めることができた。
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Strategy for Future Research Activity |
水溶液中に抽出されたMgから陰イオン交換材料を合成するプロセスを開発し、その機能性評価を行う。
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Report
(3 results)
Research Products
(10 results)