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磁性電気活性イオン交換粒子を用いた有害金属イオンの高効率な分離回収システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 15K06532
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関弘前大学

研究代表者

官 国清  弘前大学, 北日本新エネルギー研究所, 教授 (90573618)

研究分担者 阿布 里提  弘前大学, 理工学研究科, 教授 (70565374)
連携研究者 草壁 克己  崇城大学, 工学部ナノサイエンス学科, 教授 (30153274)
研究協力者 HAO Xiaogang  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード磁性電気活性粒子 / イオン分離 / 吸着 / 脱着 / 連続分離回収システム / 金属イオン / 電気化学特性 / 分離効率 / 分離回収システム / 電磁石制御 / 分離回収 / イオン交換 / 磁性粒子
研究成果の概要

均一なサイズの磁性電気活性イオン交換粒子を合成した上、小型金属イオン連続分離・回収実験装置を用い、セシウムイオンを含有する模擬汚染水に対して、磁性電気活性イオン交換粒子を用いた連続イオン分離・回収実験を行った。特に、セシウムイオンへの分離効率に及ぼすセシウムイオンの濃度、共存イオン濃度、磁性粒子の量、印加電圧及び電極距離の影響などを調べ、連続吸着・脱着に関する各実験条件を最適化した。また、磁性電気活性粒子の吸着・脱着機構を明らかにした。更に、繰り返して使用するときの安定性も調べた。更に、実用化可能な金属イオン連続分離回収システムを理論的に構築した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 13件、 査読あり 13件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 太原理工大学(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] 太原理工大学(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 太原理工大学(中国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Potential-induced reversible uptake/release of perchlorate from wastewater by polypyrrole@CoNi-layered double hydroxide modified electrode with proton-ligand effect2018

    • 著者名/発表者名
      Yang Yanyan、Du Xiao、An Xiaowei、Ding Shengqi、Liu Feifan、Zhang Zhonglin、Ma Xuli、Hao Xiaogang、Guan Guoqing、Zhang Hui
    • 雑誌名

      Journal of Colloid and Interface Science

      巻: 523 ページ: 159-168

    • DOI

      10.1016/j.jcis.2018.03.098

    • 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] A smart potential-responsive ion exchange nanomaterial with superparamagnetism for cesium ion separation and recovery2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhongde、Guo Shoujing、Wu Zhijun、Fan Huiling、Guan Guoqing、Hao Xiaogang
    • 雑誌名

      Separation and Purification Technology

      巻: 187 ページ: 199-206

    • DOI

      10.1016/j.seppur.2017.06.033

    • 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] An Electroactive and Regenerable Fe3O4@Polypyrrole Nanocomposite: Fabrication and Its Defluorination in an Electromagnetic Coupling System2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Meijuan、Yan Wenjun、Kong Wei、Wu Zhijun、An Xiaowei、Wang Zhongde、Hao Xiaogang、Guan Guoqing
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 56 号: 44 ページ: 12738-12744

    • DOI

      10.1021/acs.iecr.7b02601

    • 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] An electrochemically-switched BPEI-CQD/PPy/PSS membrane for selective separation of dilute copper ions from wastewater2017

    • 著者名/発表者名
      Gao Fengfeng、Du Xiao、Hao Xiaogang、Li Shasha、An Xiaowei、Liu Mimi、Han Nianchen、Wang Tonghua、Guan Guoqing
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 328 ページ: 293-303

    • DOI

      10.1016/j.cej.2017.06.177

    • 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] Intelligent nanospheres with potential-triggered undamaged regeneration ability and superparamagnetism for selective separation of cesium ion2017

    • 著者名/発表者名
      Wu Zhijun、Wang Meijuan、An Xiaowei、Du Juan、Fan Huiling、Lin Naiming、Wang Zhongde、Hao Xiaogang、Guan Guoqing
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 325 ページ: 229-238

    • DOI

      10.1016/j.cej.2017.05.006

    • 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] Electrical double layer ion transport with cell voltage-pulse potential coupling circuit for separating dilute lead ions from wastewater2017

    • 著者名/発表者名
      Gao Fengfeng、Du Xiao、Hao Xiaogang、Li Shasha、Zheng Junlan、Yang Yanyan、Han Nianchen、Guan Guoqing
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Science

      巻: 535 ページ: 20-27

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2017.04.009

    • 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] A novel electric-field-accelerated ion-sieve membrane system coupling potential-oscillation for alkali metal ions separation2017

    • 著者名/発表者名
      Du Xiao、Ma Xuli、Zhang Pengle、Zheng Junlan、Wang Zhongde、Gao Fengfeng、Hao Xiaogang、Liu Shibin、Guan Guoqing
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta

      巻: 258 ページ: 718-726

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2017.11.118

    • 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] A potential-controlled ion pump based on a three-dimensional PPy@GO membrane for separating dilute lead ions from wastewater2017

    • 著者名/発表者名
      Fengfeng Gao, Xiao Du, Xiaogang Hao, Shasha Li, Junlan Zheng, Yanyan Yang, Nianchen Han, Guoqing Guan
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta

      巻: - ページ: 434-442

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2017.03.187

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Novel Electroactive λ-MnO2/PPy/PSS Core-Shell Nanorods Coated Electrode for Selective Recovery of Lithium Ions with Low Concentration2016

    • 著者名/発表者名
      Xiao Du, Guoqing Guan, Xiumin Li, Ajay D Jagadale, Xuli Ma, Zhongde Wang, Xiaogang Hao, Abuliti Abudula
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 4 号: 36 ページ: 13989-13996

    • DOI

      10.1039/c6ta05985f

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Controlled Self-Assembly of Oligomers-Grafted Fibrous Polyaniline/Single Zirconium Phosphate Nanosheet Hybrids with Potential-Responsive Ion Exchange Properties2016

    • 著者名/発表者名
      Xiao Du, Quan Zhang, Wenlei Qiao, Xiaolong Sun, Xuli Ma, Xiaogang Hao, Zhongde Wang, Abuliti Abudula, Guoqing Guan
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 302 ページ: 516-525

    • DOI

      10.1016/j.cej.2016.05.066

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reaction Kinetics Study of All cis-Polyaniline Nanotube Film Modified Electrode for Fast Ascorbic Acid Detecting2016

    • 著者名/発表者名
      Xuli Ma, Lianxi Si, Xiumin Li, Haiyan Du, Xiaogang Hao, Zhongde Wang, Abuliti Abudula, Guoqing Guan
    • 雑誌名

      JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN

      巻: 49 号: 10 ページ: 937-942

    • DOI

      10.1252/jcej.15we314

    • NAID

      130005431641

    • ISSN
      0021-9592, 1881-1299
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An in Situ Potential-Enhanced Ion Transport System Based on FeHCF/PPy/PSS Membrane for the Removal of Ca2+ and Mg2+ from Dilute Aqueous Solution2016

    • 著者名/発表者名
      Pengle Zhang, Junlan Zheng, Zhongde Wang, Xiao Du, Fengfeng Gao, Xiaogang Hao, Guoqing Guan, Chuncheng Li, Shibin Liu
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 55 号: 21 ページ: 6198-6203

    • DOI

      10.1021/acs.iecr.6b00597

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electroactive Ion Exchange Materials: Current Status in Synthesis, Applications and Future Prospects2016

    • 著者名/発表者名
      Xiao Du, Xiaogang Hao,Zhongde Wang, Guoqing Guan
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 4 号: 17 ページ: 6236-6258

    • DOI

      10.1039/c6ta01385f

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 電気活性イオン選択透過膜を用いた重金属イオンの分離2018

    • 著者名/発表者名
      官国清、吉田曉弘、阿布里提 、Xiaogang Hao、Xiao Du、 Fengfeng Gao
    • 学会等名
      化学工学会第83年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Superparamagnetic Spherical Prussian Blue Particles for Effective Cesium Removal form Aqueous Solution2017

    • 著者名/発表者名
      Junlan Zheng, Xiumin Li, Xiaogang Hao, Abuliti Abudula and Guoqing Guan
    • 学会等名
      化学工学会第82年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京都江東区)
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁性電気活性粒子を用いたセシウムイオンの選択的な分離2017

    • 著者名/発表者名
      官国清、鄭君蘭、吉田曉弘、阿布里提、Zhijun Wu、Zhongde Wang、Xiaogang Hao
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 磁性電活性イオン交換粒子を用いた水中有害イオンの除去2016

    • 著者名/発表者名
      官国清、鄭君蘭、王忠徳、Xiaogang Hao、阿布里提
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島市)
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] One-step unipolar pulse electrodeposition of HMn2O4/ PPy/PSS hybrid film with high selectivity for recovery of lithium from seawater2015

    • 著者名/発表者名
      Xiao Du、Xuli Ma、Jagadale Ajay、Xiaogang Hao、官国清、阿布里提
    • 学会等名
      化学工学会 第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://sites.google.com/site/energyconversionengineering/home/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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