2019 Fiscal Year Research-status Report
Preparation of thermoresponsive polymer/silica coated magnetite nanoparticle composite and its application for heavy metal ions recovery
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18K11716
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| Research Institution | Soka University |
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Principal Investigator |
井田 旬一 創価大学, 理工学部, 教授 (20409783)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | シリカ被覆磁性ナノ粒子 / 電解酸化法 / 感温性ポリマー / 重金属回収 / 有機/無機複合材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、当研究室で開発した直鎖状の感温性吸着剤(ポリマー)をシリカ被覆磁性ナノ粒子に修飾(固定化)することで、温度スウィングのみで重金属イオンを吸脱着でき、かつ重金属リサイクル後に磁性を使って迅速に分離回収可能な新規な感温性重金属吸着剤を開発することを目的としている。昨年度の研究では、電解酸化法を用いた感温性ポリマー/シリカ被覆磁性ナノ粒子の調製法の確立し、特に調製時電流値が得られるシリカ被覆磁性ナノ粒子の特性と感温性ポリマーに与える影響について検討した。今年度は、まず電解酸化法によるシリカ被覆磁性ナノ粒子調製時のシリカ源濃度（50-500ppm）の影響について検討した。結果より、シリカ源濃度50-250ppmではシリカ被覆磁性ナノ粒子の凝集径は2 μm付近で一定であるが、それ以上では濃度の増加と共に減少する傾向が観察された。また、得られたシリカ被覆磁性ナノ粒子に感温性ポリマーを固定化したところ、凝集粒子径基準の比表面積の増加に伴ってポリマー固定化量も増加し、シリカ被覆していないマグネタイトと比較して、シリカ被覆したマグネタイトでは、最大５倍のポリマー固定化量を得ることができた（昨年は最大で３倍）。また得られた感温性ポリマー/シリカ被覆磁性ナノ粒子のCu(II)吸着等温線を、感温性ポリマーのLCST（下限臨界溶液温度）以上（50℃）と以下（10℃）の両温度で行った。また、磁性粒子の発熱特性評価を部分的にではあるが実施した。一方、Cu(II)以外の重金属についての吸着等温線の作成と、誘導加熱を用いた重金属回収の検討を、2-3月に行う予定であったが、新型コロナウイルスの拡大により、大学への入構が禁止されたため今後行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
科研費申請時に目標とした「(3)本研究で何をどのように、どこまで明らかにしようとするのか」の本年度分について、大部分は達成できた。しかし、2-3月に行う予定であった、Cu(II)以外の重金属についての吸着等温線の作成と、誘導加熱を用いた重金属回収の検討が、新型コロナウイルスの拡大により、大学への入構が禁止されたため実施できなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
新型コロナウイルスの拡大により昨年度実施できなかった、Cu(II)以外の重金属についての吸着等温線の作成と、誘導加熱を用いた重金属回収の基礎的な検討をまず行う。その後、本申請研究で提案している吸着剤の「磁性・誘導加熱特性」を利用した新たな重金属回収プロセスの検討を行う。当初は吸着する重金属イオンの「選択性向上」の検討まで行う予定であったが、しばらくはコロナの影響により研究ペースを落とさざるを得ないため、この点については時間が許せば実施することとしたい。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの拡大により、Cu(II)を除く他の重金属イオンの吸着実験、及び、誘導加熱実験が行えなかったため、その分の消耗品の差額が生じた。この分は今年度元々予定していた実験に追加して行う予定であるので、そちらで使用する。
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