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環境材料として機能化した層状複水酸化物ナノシートの設計

研究課題

研究課題/領域番号 15F15380
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 地球・資源システム工学
研究機関九州大学

研究代表者

笹木 圭子  九州大学, 工学研究院, 教授 (30311525)

研究分担者 PAULMANICKAM KOILRAJ  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2015-11-09 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
キーワードLDHs / nanosheets / delamination / anionic pollutants / composites / nano-materials / colloids / adsorption / 層状複水酸化物 / ディラミネーション / ナノシート / コロイド
研究実績の概要

水環境での有害な陰イオンを除去する目的で、保持時間が長く効率よく機能するイオン交換体の合成を目指し、ナノシート型層状複水酸化物の合成方法(ディラミネーション)、キャラクタリゼーション、性能評価、およびナノシートという特性を生かした機能付与をおこなった。
1)Mg-Al型および Zn-Al型層状複水酸化物ナノシートをボトムアップ法で行い、合成したMg-Al型および Zn-Al型層状複水酸化物ナノシートをAFM, PXRD, FT-IR, TEM, Uv-Vis, 27Al-NMRにより特性化した。層状複水酸化物ナノシートの生成機構に関する情報としてEXAFS測定を行い、解析した。2)Mg-Al型層状複水酸化物ナノシートでは、アルギン酸ビーズ化により集積体とし、カラム式連続試験によってヒ酸イオンの吸着除去試験をおこない、集積体としてハンドリング性を向上させるとともに、ヒ酸除去効果も維持されることを実証した。3)アミノ酸アンカーとした層状複水酸化物ナノシートの用途として、重金属イオンの除去をおこなった。吸着容量、選択性、pHの影響などを検討した。重金属イオン除去のメカニズムをさまざまな分析方法を総合して検討した。4)層状複水酸化物ナノシートを用いて、電荷が1価で静電的に吸着しにくいハロゲンイオンおよびオキソハロゲンイオンの吸着効率を調べた。5)ナノシート型層状複水酸化物によるクロム酸イオンの吸着、それに続く還元、析出の機構をとりこみ機構を EXAFS や XPSによりおこなった。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 6件、 査読あり 9件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 9件)

  • [国際共同研究] CSIR(India)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] CSIR(India)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Eco-friendly alkali-free arginine-assisted hydrothermal synthesis of different layered double hydroxides and their chromate adsorption/reduction efficiency2017

    • 著者名/発表者名
      P. Koilraj, K. Sasaki
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 2 号: 32 ページ: 10459-10469

    • DOI

      10.1002/slct.201702134

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbon-Dot-Decorated Layered Double Hydroxide Nanocomposites as a Multifunctional Environmental Material for Co-immobilization of SeO42? and Sr2+ from Aqueous Solutions2017

    • 著者名/発表者名
      Koilraj Paulmanickam、Kamura Yuta、Sasaki Keiko
    • 雑誌名

      ACS Sustainable Chemistry and Engineering

      巻: 5 号: 10 ページ: 9053-9064

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.7b01979

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel biomolecule-assisted interlayer anion-controlled layered double hydroxide as an efficient sorbent for arsenate removal2017

    • 著者名/発表者名
      P. Koilraj, K. Sasaki, K. Srinivasan
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 5 号: 28 ページ: 14783-14793

    • DOI

      10.1039/c7ta03056h

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Selective removal of phosphate using La-porous carbon composites from aqueous solutions: Batch and column studies2017

    • 著者名/発表者名
      S.M. Prabhu, P. Koilraj, K. Sasaki
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 325 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1016/j.cej.2017.02.075

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of sucrose-derived porous carbon-doped ZrxLa1-xOOH materials and their superior performance for the simultaneous immobilization of arsenite and fluoride from binary systems2017

    • 著者名/発表者名
      S.M. Prabhu, P. Koilraj, K. Sasaki
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 317 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1016/j.cej.2017.05.052

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] TEM and TEM EDS observation of functionalized delaminated layered double hydroxide (LDH) nanosheets and solids after sorption of anion and cations2017

    • 著者名/発表者名
      P. Koilraj, K. Sasaki
    • 雑誌名

      Annual Reports of the Ultramicroscopy Research Center, Kyushu University, Fukuoka, Japan

      巻: 41 ページ: 38-39

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Encapsulation of a powdery spinel-type Li+ ion sieve derived from biogenic manganese oxide in alginate beads2016

    • 著者名/発表者名
      P. Koilraj, S.M. Smith, Q. Yu, S. Ulrich, K. Sasaki
    • 雑誌名

      Powder Technology

      巻: 301 ページ: 1201-1207

    • DOI

      10.1016/j.powtec.2016.08.009

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Adsorption characteristics of arsenate on colloidal nanosheets of layered double hydroxide2016

    • 著者名/発表者名
      Paulmanickam Koilraj, Yu Takaki, Keiko Sasaki
    • 雑誌名

      Applied Clay Science

      巻: 134 ページ: 110-119

    • DOI

      10.1016/j.clay.2016.06.002

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fe3O4/MgAl-NO3 layered double hydroxide as magnetically separable sorbent for the remediation of aqueous phosphate2016

    • 著者名/発表者名
      Paulmanickam Koilraj, Keiko Sasaki
    • 雑誌名

      J. Environ. Chem. Engng.

      巻: 4 号: 1 ページ: 984-991

    • DOI

      10.1016/j.jece.2016.01.005

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Sorption of Arsenate on MgAl and MgFe Layered Double Hydroxides Derived from Calcined Dolomite2015

    • 著者名/発表者名
      Mari YOSHIDA, Paulmanickam KOILRAJ, Xinhong QIU, Tsuyoshi HIRAJIMA Keiko SASAKI
    • 雑誌名

      Journal of Environmental Chemical Engineering

      巻: Vol.3, Issue 3 号: 3 ページ: 1614-1621

    • DOI

      10.1016/j.jece.2015.05.016

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Multifunctional bio-molecules: A precipitant and anion controlling agent on the synthesis of layered double hydroxides and their arsenate adsorption2017

    • 著者名/発表者名
      P. Koilraj, K. Sasaki
    • 学会等名
      Fifth International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials (Hybrid Materials 2017)
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Eco-friendly alkali free amino acid-assisted hydrothermal synthesis of different divalent cations containing layered double hydroxide and their chromate adsorption efficiency2017

    • 著者名/発表者名
      P. Koilraj, K. Sasaki
    • 学会等名
      The 1st Asia-Pacific International Chapters Conference (ACS APICC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of amorphous carbon-doped mixed oxyhydroxides and their dual performance for arsenite and fluoride uptake performance from binary mixture solution2017

    • 著者名/発表者名
      S.M. Prabhu, P. Koilraj, K. Sasaki
    • 学会等名
      The 1st Asia-Pacific International Chapters Conference (ACS APICC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multifunctional bio-molecules: A precipitant and anion controlling agent on the synthesis of layered double hydroxides and their arsenate adsorption,2017

    • 著者名/発表者名
      P. Koilraj, K. Sasaki
    • 学会等名
      Fifth International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials (Hybrid Materials 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Carbon-dot/layered double hydroxide nanocomposite for the coimmobilization of strontium and selenate,2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamura, P. Koilraj, K. Sasaki
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology 2016 (CINEST 2016)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2016-12-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Delaminated layered double hydroxide nanosheets for arsenate immobilization2015

    • 著者名/発表者名
      Yu Takaki, Paulmanickam Koilraj, Tsuyoshi Hirajima, Keiko Sasaki
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology 2015
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Amino acid anchored layered double hydroxide nanosheets and their Co2+ cation sorption behavior2015

    • 著者名/発表者名
      Paulmanickam KOILRAJ, Keiko SASAKI
    • 学会等名
      ACCIS 2015
    • 発表場所
      Sasebo
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sorption characteristics of arsenate onto tri-metallic hydrocalumite2015

    • 著者名/発表者名
      Yu Takaki, Xinhong Qiu, Tsuyoshi Hirajima, Keiko Sasaki
    • 学会等名
      Euroclay 2015
    • 発表場所
      Edinburgh
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fe3O4@MgAl-NO3 Layered double hydroxide as magnetically separable phosphate sorbent from aqueous solution2015

    • 著者名/発表者名
      Paulmanickam KOILRAJ, Keiko SASAKI
    • 学会等名
      ZMPC 2015
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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