Development of functional carbon materials that selectively interact with molecules and ions in water
Publicly Offered Research
| Project Area | Aquatic Functional Materials: Creation of New Materials Science for Environment-Friendly and Active Functions |
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| Project/Area Number |
20H05224
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
仁科 勇太 岡山大学, 異分野融合先端研究コア, 研究教授 (50585940)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | カーボン / 吸着 / 化学修飾 / 水 / 金属 / ナノカーボン / 水処理 / ラジカル / グラフェン |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，分子認識可能な機能部位を炭素材料に付与し，水中に含まれる分子またはイオンと選択的に相互作用または除去する材料に展開する。本領域の発展に貢献すべく，A01班が創出する機能性高分子と炭素の複合体，および無機多孔質材料と炭素の複合体の作製を検討する。さらに，機能開拓班（A03班）への橋渡しをスムーズに行えるように，材料の評価のみならず基礎物性評価まで実施する。炭素材料は水分野への実応用が広く行われているが，原子・分子レベルでの構造制御が困難であるという理由から，化学的基礎研究の蓄積が十分とは言い難い。有機合成と炭素材料の両軸で研究を実施することにより，新規な水圏機能材料を創出する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
水中の金属イオンを吸着する材料を開発した。酸化グラフェン表面にイミノ二酢酸部位を持たせた場合はCuイオンを選択的に吸着することができ、ターピリジン部位を持たせた場合はNi、Zn、Coを効率よく吸着した。また、グラフェン面にはPbイオンを吸着しやすことをXAFS分析にて解明した。また、酸化グラフェンの構造の違いにより、酸化グラフェン積層膜がアクチュエーションする場合としない場合があることを見出した。酸化を十分行い、欠陥が多い酸化グラフェンは、水蒸気を触れさせてもアクチュエーションしない。一方、欠陥が少ないと反ることがわかった。酸化グラフェン層間の水の挙動が異なることが分かり、この現象はイオンやプロトン伝導材料の設計指針となる可能性が示唆された。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Nanocellulose Paper Semiconductor with a 3D Network Structure and Its Nano Micro Macro Trans-Scale Design.2022
Author(s)
Koga, H.; Nagashima, K.; Suematsu, K.; Takahashi, T.; Zhu, L.; Fukushima, D.; Huang, Y.; Nakagawa, R.; Liu, J.; Uetani, K.; Nogi, M.; Yanagida, T.; Nishina, Y.
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Journal Title
ACS Nano
Volume: -
Issue: 6
Pages: 8630-8640
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] High-Sorption Terpyridine Graphene Oxide Hybrid for the Efficient Removal of Heavy Metal Ions from Wastewater2021
Author(s)
Pakulski, D.; Gorczyski, A.; Marcinkowski, D.; Czepa, W.; Chudziak, T.; Witomska, S.; Nishina, Y.; Patroniak, V.; Ciesielski, A.; Samori, P.
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Journal Title
Nanoscale
Volume: 13
Issue: 23
Pages: 10490-10499
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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