2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of oil-containing wastewater treatment using self-assembling organic molecules
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17K00609
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
小木曽 真樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (10356975)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 吸着 / 重金属 / 排水処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、含油排水処理用の吸着剤として一定の成果を示した自己集積性の低分子有機物を実用化に繋げるため、『分散→吸着→分離→有価物の回収→再生』までの各処理操作における要素技術を抽出し、個々あるいは相互に関連させながら基礎研究を行うことで、高機能化と低コスト化を両立し、既存吸着剤を代替しうる競争力を持つ排水浄化技術を開発することを目的とするものである。
最終年度は、個々の要素技術としては『分離』の過程における「複合化」と「磁気分離」に関して研究を行う予定であったが、「磁気分離」の研究が想定通り進捗したため、当初の予定通り「複合化」については研究を行わなかった。また、1年目から3年目の研究成果を総括することで、企業等へ提案可能なレベルの高機能かつ低コストな排水浄化技術を完成させた。
磁気分離については、安価かつ簡便に製造可能なマグネタイト微粒子を中心に研究を推進した。本研究開発における自己集積性の低分子有機物が高い吸着力と分離性を両立するためには、数十ナノメートルからサブマイクロメートル程度の集合構造が良いことを見出していたことから、マグネタイト粒子もこれらのサイズを用いた複合化を検討し、数十ナノメートル程度のマグネタイト粒子が結合した自己集合構造体が、吸着力を損なわずに十分な分離性能を持つことを明らかにした。
3年間の要素技術の開発をまとめて、新たな排水処理技術のプロトタイプを完成させた。分子構造を設計した自己集積性低分子有機物をマグネタイトサブマイクロ粒子と複合化させることで、重金属や有害有機物に高い吸着力を持つだけでなく、磁気力により容易に分離可能であり、繰り返し使用により重金属等の濃縮ができ、リン酸などの試薬により回収および低分子有機物の再生が可能であることを明らかにした。今後はこの技術を展示会等で紹介し、企業等との共同研究を目指していく予定である。
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