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Development of hybrid zeolite with added anion exchange ability

Research Project

Project/Area Number 20K05586
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 34030:Green sustainable chemistry and environmental chemistry-related
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

Aono Hiromichi  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (00184052)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsゼオライト / 環境浄化 / 陰イオン / リン酸 / ヒ酸 / ゲーサイト / 陽イオン / ハイブリッド
Outline of Research at the Start

ゼオライトは放射性核種や重金属などの陽イオンを環境から吸着除去できる材料であり, 通常は陰イオンの交換能力を有していない。また, 陰イオンを交換できる材料については安価で選択性の優れたものが存在しない。本研究の目的は, ゼオライトに簡便なFe処理を施すことにより陰イオン交換能力を発現させ, 優れた陽イオン交換能力と陰イオン交換能力も有している新規かつ安価なハイブリッドゼオライトを開発することである。陰イオン交換については, 有害な放射性同位体, リン酸およびヒ酸などの陰イオン選択吸着特性に着目し, 合成方法の確立, およびイオン交換の機能性やメカニズムの明確化を実施する。

Outline of Final Research Achievements

A Fe-modified Na-P1 type artificial zeolite (Fe-P1) was prepared by mixing with the synthesized zeolite powder using chemical reagents and FeCl3 solution. The anion exchange capacity was generated by the iron hydroxyl group on the surface. Although the intensity of the XRD peaks for the zeolite phase decreased with an increase in the concentration of the mixed FeCl3 solution, the anion exchange ability for the phosphate was improved due to the increase in the surface area. The Fe-P1 zeolite showed a high selectivity for the anions of phosphoric acid and arsenic acid. The anion adsorption capacity was significantly increased under the acidic condition (pH 5) of the solution. Acidic treatment on the Fe-P1 zeolite was also effective for the anion adsorption.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、陽イオンだけでなく、陰イオンも吸着除去できるハイブリッドゼオライトを開発した。本研究のFe修飾Na-P1ゼオライトは、リン酸およびヒ酸を選択的に吸着除去することができ他の陰イオンはほとんど吸着しないことから、選択性が非常に優れている。これにより、鉄鋼製造時に不純物として含まれるリン酸およびヒ酸を除去することができ、さらには汚染水や地下水に含まれる汚染イオンの吸着除去剤としての使用など, 様々な応用が期待できる。一方、陽イオンを吸着したのちに、焼成することにより、修飾したFeと陽イオンとの反応により固定化相を形成することから、原発の廃炉後の放射性核種固定化にも応用できる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2022 2021

All Presentation (4 results)

  • [Presentation] Fe修飾Na-P1型ゼオライトの鉄水酸基による陰イオン交換能力2022

    • Author(s)
      松本康鷹, 板垣吉晃, 青野宏通
    • Organizer
      日本セラミックス協会 第35回秋季シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Na-P1型人工ゼオライトの焼成による金属イオンの固定化2022

    • Author(s)
      髙橋亜未, 板垣吉晃, 青野宏通
    • Organizer
      日本セラミックス協会 第35回秋季シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 放射性核種除染を目的としたNa-P1型人工ゼオライトの金属イオン吸着性能と焼成による固定化2022

    • Author(s)
      髙橋亜未, 板垣吉晃, 青野宏通
    • Organizer
      日本原子力学会 2022年秋の大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 陰イオン交換能力を有するFe修飾Na-P1型ゼオライトの合成2021

    • Author(s)
      ○松本康鷹・板垣吉晃・青野宏通
    • Organizer
      日本セラミックス協会 第34回秋季シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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