2017 Fiscal Year Research-status Report
新規有機ホスト無機複合体による特異な分離反応場の設計と難分解物質の捕集分解
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17K00596
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
松宮 弘明 名古屋大学, 未来社会創造機構, 准教授 (10362287)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | アドミセル / 界面活性剤 / 金属ナノ粒子 / ヘキサクロロベンゼン / 分解 / 有機溶融塩 / セルロース / 5-ヒドロキシメチルフルフラール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
天然の酵素や微生物を環境浄化に利用する試みは数多いが、一般に生物分解は操作条件に敏感であり、また汚染物質との接触効率の向上が難しく、長時間の処理を要するなどの問題点がある。本研究では、これらの諸問題をバイオ技術とは別のアプローチで解決することを考え、酵素様活性を示す新規有機ホスト無機複合体を調製し、これに水中の汚染物質を濃縮した後、そのまま分解・低毒化する高効率な環境浄化システムの構築を目指した。
水中からの有機塩素化合物の捕集および分解を目指し、多孔質シリカゲルの細孔内に界面活性剤凝集体と金属粒子を担持した複合材料について検討を進めている。これまではFe/Ni系を中心に金属粒子を検討してきたが、今年度はFe/Cu系の検討にも着手した。なお、界面活性剤は長鎖アルキルアンモニウムカチオンである。有機塩素化合物の例としてクロロベンゼン類を取り上げて検討した結果、ヘキサクロロベンゼンについてFe/Ni系よりもFe/Cu系の方が脱塩素分解処理に若干有利である傾向がみられた。一方、アルキルアンモニウム系溶融塩を反応媒体に利用し、セルロース系バイオマスの資源化についても検討を進めている。その結果、セルロースを完全ではないが糖化でき、燃料やプラスチックの原料となる5-ヒドロキシメチルフルフラールを10%程度の収率で合成できた。また、人為起源で環境水中に混入する難分解性Gd錯体（MRI造影剤）の分解挙動を検討し、フミン物質，Cu(II)イオン，Cu-フミン錯体が共存するモデル系について、金属交換反応と配位子交換反応が複雑に関係する反応機構を解析した。
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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
ヘキサクロロベンゼンの完全な脱塩素分解を目指していたが、金属ナノ粒子の検討がFe/Cu系に限られてしまい、この目標を達成できなかった。その反面、セルロース系バイオマスの資源化について、加水分解後の糖類からではなく、セルロースからの１段階処理に見通しが立った。また、難分解性Gd錯体（MRI造影剤）の環境水中における分解挙動についても知見が得られた。従って、進捗は、正負相殺につき、やや順調と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヘキサクロロベンゼンの完全な脱塩素分解を目指して検討を進める。また、セルロース系バイオマスの資源化について収率の向上を目指す。難分解性Gd錯体（MRI造影剤）の環境水中における分解挙動についても解析を進める。
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| Causes of Carryover |
購入を考えていた機器を初年度は購入する必要がなくなったため次年度使用額が生じた。次年度以降の物品費として予算執行する。
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