2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of calcium phosphate based environmental purification materials with optical indicating function
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20K12220
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
後藤 知代 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (60643682)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 水酸アパタイト / 水熱合成 / 結晶形態 / 収着 / 光学特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水酸アパタイト（HAp）は、骨の無機成分と類似した組成をもつリン酸カルシウムの一種であり、優れた生体親和性を有するとともに、結晶面に依存す特異な有機物吸着特性や、陽陰イオン交換特性を示すことが知られている。これらの特性を利用すれば、水や大気汚染物質を除去する吸着材や触媒担体等の環境浄化材料としての利用が期待される。本研究では、水熱合成法を利用し結晶形態・構造を制御したHApの合成と、汚染物質吸着に対して光学特性が変化するインジケータ型環境浄化材料への応用を研究目的とする。
2021年度は、昨年度に引き続きポリリン酸を用いた水熱合成によるHAp合成試験を実施した。溶液濃度や処理温度等の合成条件と得られた試料の結晶構造の関係を調べるとともに、陽イオン吸着特性を評価した。その結果、水熱処理によりカルシウム原料粒子は固液界面よりHApを生成しており、原料が粒子内部へ残存している複合構造であることが分かった。一方、陽イオン吸着試験の結果、水熱温度が低い試料では吸着量が多くなる傾向を示した。今後、ひきつづき生成試料の分析と収着試験を進める予定である。
さらに、HAp結晶の光学的特性をみるため、針状およびスポンジ状HAp結晶を水熱合成し蛍光スペクトルを測定した。市販のHAp試薬や炭酸カルシウムと比較すると、合成したHAp結晶はわずかに発光する傾向が示唆された。本特性と結晶構造や形態との関係をさらに調べる予定である。
また、HApの有する吸着特性に注目した環境浄化用触媒担体としての応用を指向したこれまでの研究について、得られた研究成果をまとめて論文として報告した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2021年度は、これまでの知見と昨年度の結果を参考としつつ、水熱合成条件とHAp結晶形態の検討と、実験計画に沿って陽イオンを用いた収着試験の評価、光学特性評価等の実験をそれぞれ進めることができた。最終年度である次年度は、さらに効率的に実験を計画して実施するとともに、研究成果の発表準備を進める予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は、ひきつづき水熱合成により得られたHAp結晶の結晶構造や形態の分析を進めるとともに、溶液中のHAp結晶の収着特性の評価や、収着試験前後の材料変化および光学特性等の評価を実施する。
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| Causes of Carryover |
2020年度から、主にコロナ禍により学会参加や学外実験等の出張を取りやめており、次年度使用額が発生していた。2021年度は、実験実施に必要な消耗品・物品購入費および共通機器の依頼分析費、英文校正費等として執行したが、出張を昨年度に続き見送り学会参加もオンラインのみであったため旅費の使用は無く、次年度使用額が生じた。
2022年度は、陽イオン収着試験や光学特性評価を計画しているが、学外装置、共通機器の使用が必要な試験が多いため、依頼分析費等が多くなる予定である。また、今年度は対面形式の国内会議も予想され旅費使用も見込んでおり、実験に必要な消耗品費等とともに計画的な執行を予定している。
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