2014 Fiscal Year Research-status Report
高速高効率で水中の重金属イオンを光応答で回収できる多孔性クリオゲルの合成と評価
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25340096
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
鈴木 隆之 東京電機大学, 工学部, 教授 (20257215)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | クリオゲル / 重金属イオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スピロピランは重金属イオンと光可逆的に錯体を形成することが報告されている。初年度からいくつかのパターンで合成法を改良し、我々はスピロピラン単量体と親水性単量体を凍結させた水溶液中でレドックス重合反応を行い、常温に戻した際に溶媒部分が孔として残る架橋型多孔性高分子スピロピランハイドロゲルを作製することに成功した。しかしながら、水が凍結する際に、反応溶液の外部から凍結するためモノマーが材料の中心に凝集する現象が認められた。 これにより、材料の内部において孔径や孔の分布が均一ではなかった。この解決策として、重合反応開始前に液体窒素で瞬間凍結させることで、孔径や孔が均一となるような多孔性共重合体の作製を試みた。この方法で得たハイドロゲルの孔は均一性が高いことが顕微鏡観察からも支持されたため、続けて、物質の拡散に関する基本法則であるフィックの法則を用いて拡散係数を算出した。 スピロピランに金属イオンが吸着される際に色変化が生じるため、この色変化が拡散していく金属イオンの濃度として観測される。
本研究で行った具体的な内容は、異なる瞬間凍結方法を用いて架橋型多孔性ポリ(2-ヒドロキシプロピルメタクリレート-コ-スピロピランメタクリレート) P(HPMA-SPMA)の作 製及び走査型電子顕微鏡(SEM)によるゲルの表面構造の観測、Pb2+水溶液を添加した際のゲル内部の Pb2+の拡散挙動の比較である。
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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
重金属イオンのクリオゲル中の拡散を拡散係数の算出によって定量的に示せるようになったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
再現性のあるクリオゲル作成方法の整理をして、多孔性の電子顕微鏡写真によるイメージを示す。さらに、クリオゲルの多孔性に関する物理パラメータと併せて、重金属イオンの拡散パラメータとの相関を評価していく。
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| Causes of Carryover |
薬品類でキャンペーン期間を利用して通常価格よりも安く購入できたことが主な理由である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度においても前年度同様に、薬品購入に充当するのが適切と考えている。
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