2018 Fiscal Year Annual Research Report

Basic study on the recovery of valuable metals by mucopolysaccharides in seaweeds

Research Project

Project/Area Number	16K06817
Research Institution	Hakodate National College of Technology
Principal Investigator	寺門修函館工業高等専門学校, 物質環境工学科, 准教授 (90402487)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	葛原俊介仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (60604494)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	金属回収 / 液相吸着 / 海藻 / 昆布
Outline of Annual Research Achievements	北海道において豊富に獲れる海藻類の中で、現在廃棄されている昆布の仮根や、昆布切削時の加工くずなど、他への利用が極めて困難な未利用資源の利活用を目的とし、バイオソープション（生物吸着）法による金属イオン吸着剤の開発を行うことが本研究の目的である。そのために真昆布ならびにがごめ昆布粉末試料に対して、バッチ式吸着試験を実施した。60℃においてCuイオンの吸着等温線の測定を行ったところ、25 mg/L付近を境に2段階の吸着挙動を示し、低濃度側はLangmuir型で表される化学吸着として特徴づけられることが明らかとなった。また、高濃度側では濃度に比例して吸着量が増加する様子が認められた。この理由として、低濃度領域における試料表面のゲル層形成が考えられた。また、低濃度側で起こる吸着現象については昆布の種類によって飽和吸着量に大きな差が生じた。この点について、電位差・電気伝導度滴定を実施し、吸着サイト量を定量的に明らかにした。真昆布はがごめ昆布よりもアルギン酸量が多いと考えられるが、滴定からも裏付けられた。また吸着の速度論的検討を行い、すべての吸着時間において見かけ1次反応、あるいは2次反応として記述できないことも分かった。アレニウスプロットから反応初期(0-10 min)における活性化エネルギーが、8 kJ/mol程度であることが分かった。さらに、CoやNiイオンについても検討を行い、2価の金属イオンの吸着が行われることを確認した。金属イオンによって吸着量に若干の差が見られたが、その要因については明らかにならず、今後の検討課題となった。以上の成果を、資源素材学会等の学会発表ならびに論文にて公表した。