2021 Fiscal Year Annual Research Report
炭酸カルシウム系シングルソースマルチターゲット吸着剤の開発
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19K05117
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山中 真也 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30596854)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
門田 和紀 大阪医科薬科大学, 薬学部, 准教授 (50709516)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アモルファス炭酸カルシウム / メソポーラス炭酸カルシウム / アパタイト / 難溶性物質 / フェルラ酸 / 重金属イオン / カドミウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、多孔性炭酸カルシウムの構造と吸着剤としての機能を明らかにして、実際的な用途を提案することである。
初年度にまず比表面積、多形の異なる様々なメソポーラス炭酸カルシウムの合成法を確立した。つづいて、合成した多孔性炭酸カルシウムのカドミウム、Bezafibrate、フェルラ酸に対する良好な吸着能を確認した。二年度目には、カドミウムイオンとフェルラ酸の吸着メカニズムを検討して、合成した多孔性炭酸カルシウムの特徴を明らかにした。
最終年度は、カドミウムの吸着を対象として、同一比表面積で多形（カルサイト、バテライト）の異なる多孔性炭酸カルシウム、同一多形で比表面積の異なる多孔性炭酸カルシウムを合成して次の点を明らかにした。1. バテライトでは化学量論に達するまで炭酸カドミウムを形成した。2. カルサイトでは表面反応（細孔表面も含む）で吸着が完了した。3. カルサイトは反応速度定数がバテライトに比して100倍以上大きかった。
カルサイトと炭酸カドミウムの格子整合性は高いため、カルサイト表面を炭酸カドミウムが鎧のように覆い表面で反応が完結する。一方バテライトは格子整合性が低いため、炭酸カドミウムの生成→剥離→生成が繰り返され、ほぼすべてのバテライトが炭酸カドミウムにかわる。結果、バテライトは比表面積の影響を受けないこと、カルサイトは比表面積の影響を大きく受けることを明らかにした。
研究期間全体を通じて、アモルファス炭酸カルシウムコロイドの相転移と自己組織化を利用したメソポーラス炭酸カルシウムの合成に関する基礎研究から、メソポーラス炭酸カルシウムを各種吸着剤として利用する応用研究へと展開する、当初の目標を概ね達成できた。
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