2021 Fiscal Year Annual Research Report
Recovery of valuable metals by biosorption technique based on the acidic and basic properties of unused marine resources
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19K05113
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| Research Institution | Hakodate National College of Technology |
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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)
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| 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)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 金属回収 / 液相吸着 / 海藻 / 昆布 / 貝殻 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、北海道において豊富に獲れる海産物のうち、現在廃棄されている昆布などの海藻類の仮根や、貝殻などの未利用海洋資源の利活用を目的とし、これらの酸塩基特性を生かした組み合わせ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。前者にはアルギン酸やフコイダンなどの粘質多糖類が豊富に含まれ、その酸性官能基によるイオン交換によって金属イオンが回収されるが、これに塩基性である炭酸カルシウムを主成分とする貝殻を添加し、炭酸塩の生成による金属吸着および溶液のpH変化に伴うイオン交換平衡のpH依存性を利用した新規金属イオン分離プロセス開発を本研究の目的としている。
最終年度においてはムラサキウニ殻による水溶液中の陰イオン除去について調査し、共存カチオンの影響について検討を行った。その結果、フッ化物イオン吸着も可能であることを基礎的に示すとともに、共存するカチオンについて、K＋＞Na＋＞Li＋の順で吸着量が増えることなどが明らかとなった。さらに、貝殻の構成成分である炭酸カルシウムについて、フッ素を含むポリマーを加熱する際に発生するフッ化水素を固定することも見出した。
全期間を通して、ウニ殻に関しては、種々の金属イオンを固定化することだけでなく、陰イオンの固定化も可能であり、また高温処理においてもフッ素を固定化する能力があることを基礎的に明らかにすることができた。さらには、マコンブ仮根の炭化を検討したところ、塩化亜鉛賦活法により、1600m2/g程度の高比表面積活性炭を製造できることが明らかとなった。これより、マコンブ仮根から新たな吸着剤の製造が可能であることを基礎的に示すことができた。
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