深共晶溶媒中でのアルギン酸被覆層状複水酸化物の創製と浄水、二酸化炭素削減への応用

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22F21387
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Tohoku University
• Host Researcher: 吉岡 敏明 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (30241532)
• Foreign Research Fellow: RAHMAN MIR 東北大学, 環境科学研究科, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2022-09-28 – 2024-03-31
• Keywords: 吸着

Outline of Annual Research Achievements

酸化グラファイト [Alg(hGO/LDH)] と組み合わせた Mg-Al系層状複水酸化物のヒドロゲルは、さまざまな性質の汚染物質 (カチオン性、アニオン性、疎水性、有機性など）を除去する。廃水からの Pb (カチオン性) と As (アニオン性) の吸着における [Alg(hGO/LDH)] の能力を調査した。合成した [Alg(hGO/LDH)] の特性は、XRD、FT-IR、SEM 画像および XPS 分析によって特徴付けられた。吸着は、吸着等温線モデル、反応速度論モデル、熱力学研究を通じて調査された。[Alg(hGO/LDH)] は水溶液から Pb と As を吸着するのに効果的であったが、初期 pH は Pb については約 5、As については約 4 に維持された。吸着等温線は、[Alg(hGO/LDH)] が Pb および As の除去に関して、ラングミュア モデルに適合することを示した。これは、吸着されたすべての Pb と As が吸着剤の表面単層と接触していることを意味している。ラングミュア吸着等温線によると、吸着剤による Pb と As の最高吸着量はそれぞれ 370.37 mg/g と 384.62 mg/g であった。10 ～ 60 ℃の温度では、1 次速度式と比較して擬 2 次速度式の方がより高い相関 (R2 値) が得られ、[Alg(hGO/LDH)] の反応速度論をより適切に説明できた。標準ΔSの正の値と標準ΔGの負の値は、それぞれ Pb と As の自発的な吸着を表す。Pb 吸着の場合の反応は吸熱反応であったが、As 吸着では発熱反応が観察された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

HPLCの故障が直り、研究を順調に進めることができた。

Strategy for Future Research Activity

調製されたナノコンポジットは、水溶液からイブプロフェン、メチレンブルー、ナフタレンを吸着するために適用された。さまざまな吸着モデルと動力学モデル、熱力学的パラメータが調査された。材料によるCO2 の吸着を調査する予定である。国際会議への参加、投稿論文の作成を予定している。