2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of monolithic high-speed adsorption filter immobilizeing nano- or micro-particles
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17K06896
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
塩盛 弘一郎 宮崎大学, 工学部, 教授 (80235506)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ヒ素吸着 / 凍結ゲル / ナノ微粒子 / 酸化水酸化鉄 / 層状複水酸化物 / カラム吸着 / X線光電子分光分析 / 吸着化学種 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 層状復水酸化物を内包した凍結ゲルの調製と有害金属の吸着特性：Mg-Al系層状複水酸化物(LDH)微粒子を調製し、ポリアクリルアミド凍結ゲルに内包させた（粒子添加法）。また、調製した凍結ゲルにLDHの原料金属塩水溶液を含浸させてゲル内でLDH粒子を形成させた（含浸担持法）。粒子添加法では、壁内にLDH微粒子を内包した多孔質凍結ゲルが調製出来た。一方、含浸担持法では粒子はほとんど見られなかった。粒子添加法LDH凍結ゲルはヒ素を吸着したが、含浸担持法LDH凍結ゲルは，ヒ素をほとんど吸着しなかった。含浸担持法では、原料金属塩水溶液の含浸と濃度比が一定に保てず、LDHが形成されなかった。粒子添加法LDH凍結ゲルによりCr(VI)の吸着を行った。Cr(VI)は吸着され、初濃度が高いほど吸着量も高くなった。LDH微粒子の吸着量に比べ、LDH凍結ゲルは、LDHの1gあたりのCr(VI)吸着量は1/4程度であった。
2. FeOOH凍結ゲルのFTIR分析：FeOOH凍結ゲルのFTIRよびラマン分析を行い、凍結ゲル内に担持されているFeOOHはαーFeOOHであることを確認した。
３．有機溶媒の凍結状態を利用した疎水性多孔質ゲルの調製：DMSO、氷酢酸またはジオキサンを溶媒としてジビニルベンゼン(DVB)またはトリメチロールプロパンメタクリレート(Trim)と重合開始剤を溶解し凍結状態で重合することにより多孔質凍結ゲルを調製した。モノマー濃度と開始剤の組み合わせを検討し、効率よく凍結ゲルを調製出来るようになった。細孔分布、膨潤量、金属抽出剤の含浸量を明らかにし、銅が抽出出来る事を確認した。
研究期間にFeOOHナノ粒子およびLDHを内包した凍結ゲルを調製し、ヒ素やクロム等の有害金属の除去が行えることを回分吸着とカラム吸着で実証し、吸着機構を考察した。さらに疎水性凍結ゲルの調製方法を確立した。
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