1995 Fiscal Year Annual Research Report
環境対話型多機能性水浄化用組成変換格子イオンイオン交換体の創製
| Project/Area Number |
07405040
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| Research Category |
Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
鈴木 喬 山梨大学, 工学部, 教授 (60020385)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阪根 英人 山梨大学, 工学部, 助手 (50252010)
初鹿 敏明 山梨大学, 工学部, 講師 (50020417)
木野村 暢一 山梨大学, 工学部, 教授 (50029732)
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| Keywords | 格子イオンイオン交換体 / 組織変換アパタイト / カーボネートアパタイト / シリカアパタイト / 有害イオン / 殺菌 / 水熱合成 / 環境対話型 |
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| Research Abstract |
結晶格子イオンであるCa^<2+>イオンが常温、常圧でイオン交換する「格子イオンイオン交換体」であることを見出した水酸アパタイト(Ca_<10>(PO_4)_6(OH)_2)中のPO_4^<3->イオンの一部をCO_3^<2->、SiO_4^<4->イオンで置換した組成変換アパタイトであるカーボネートアパタイト(CAp)シリカアパタイト(SAp)を創製し、それらの有害陽・陰両イオンに対する除去特性を検討した結果、組成変換アパタイトは水酸アパタイトよりも優れた除去特性を持ち、有害陽・陰両イオン同時除去環境浄化材料として有望であることが判明した。また、シリカアパタイトには殺菌作用が認められた。化学分析の結果、合成したCApはCa_<9.3>Na_<0.7>(PO_4)_<5.3>(CO_3)_<0.9>(OH)_<1.6>(CAp1)およびCa_<8.7>Na_<1.3>(PO_4)_<4.0>(CO_3)_<2.7>(OH)_<1.3>(CAp2)の組成を持ち、CO_3^<2->イオンの含有量の増加に伴いa軸が収縮しc軸が膨張すること、およびCO_3^<2->イオンのIR吸収ピークより、CApはPO_4^<3->イオンの一部がCO_3^<2->イオンと置換したB型であることが判明した。
特にPb^<2+>イオンとの反応特性は、CO_3^<2->イオンの含有量の増加に伴い最も著しく向上し、CAP2は2時間以内に水溶液中の総てのPb^<2+>イオンを取り込んだ。反応生成物はCa^<2+>アパタイトとPb^<2+>アパタイトの混合物であった。また組成変換アパタイト中、SiO_4^<4->イオンの含有量の大きいSiApは水中で徐々にOH^-イオンを放出しつつ、水酸化アパタイトに変化することが見出された。この現象の活用例として水中の大腸菌の殺菌の可能性について検討した結果、10^7(Cells/cm^3)という濃度の大きい大腸菌水溶液300cm^3中に1.0gのSiApを加えた場合、60分後にはほとんどの菌が死滅していることが判明した。このようにSiApには有害陽イオンと有害陰イオンを同時に除去する機能のみならず新たに殺菌作用が認められ、まさに一石三鳥の総合的な水環境浄化剤としての期待が高まっている。
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[Publications] Y. Endo: "Thermochemical Evaluation of Synthetic Apatites." Inorganic Materials.2. 268-273 (1995)
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[Publications] W. Zhang: "Synthesis of Mg/Fe Pyroaurite-like Compouds and Their Anion-Exchange Characteristics" Inorganic Materials.2. 480-485 (1995)
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[Publications] 鈴木喬: "環境保全におけるアルカリア-ス化合物への期待" Inorganic Materials.2. 527-533 (1995)
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[Publications] 鈴木喬: "水酸アパタイト系格子イオンイオン交換体の開発" Phosphorus Letter.24. 18-23 (1995)
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[Publications] K. Sugiyama: "Bactericidal Activity of Silicate-containing hydroxyapatite" J. Antibact. Antifung. Agents. 23. 67-71 (1995)
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[Publications] 杉山公寿: "抗菌性金属担持テニオライトの殺菌効果" J. Antibact. Antifung. Agents. 23. 205-212 (1995)
