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新規ラジカル生成系と高勾配磁気分離を融合した環境保全システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 16310055
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境技術・環境材料
研究機関金沢大学

研究代表者

清水 宣明  金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (50019634)

研究分担者 山田 外史  金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (80019786)
荻野 千秋  金沢大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (00313693)
佐伯 義光  東陶機器株式会社, 総合研究所, 所長(研究職)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
15,300千円 (直接経費: 15,300千円)
2006年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2005年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2004年度: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
キーワード二酸化チタン / 超音波照射 / 磁気分離 / OHラジカル / 環境ホルモン / 殺菌 / キャビテーション / ソノケミストリー / 超音波 / 光触媒 / ソノルミネッセンス / キャビテーション気泡 / アルゴン / 水の熱分解 / マグネタイト微粒子 / 表面修飾 / 内分泌撹乱物質 / キャビテーション効果 / 高勾配磁気分離
研究概要

本研究において以下の成果を得る事ができた。
(1)光触媒・超音波照射法によるOHラジカル生成機構:二酸化チタンへの超音波照射時のOHラジカルの生成機構に関して,溶液中に粒子が存在する場合キャビテーション気泡の生成が促進され,気泡圧壊による局所高温場(>5000K)での二酸化チタンの熱励起によってOHラジカル生成量が促進すると考えられる。またソノルミネッセンスによる光触媒作用でもOHラジカルの生成が促進する可能性がある。
(2)有害微生物の殺菌:二酸化チタン・超音波触媒法による殺菌法の優位性は,OHラジカルによる病原性微生物の細胞膜傷害のみならず,キャビテーション気泡の崩壊時に二酸化チタン界面近傍で生ずる超高速の流れ(ジェットストリーム)及び衝撃波による物理的な細胞膜傷害が挙げられる。またキャビテーション気泡圧壊時に形成される高温・高圧場の形成も極めて有効に殺菌に寄与する。
(3)機能性二酸化チタン微粒子の構築と光触媒活性の評価:磁性をもつ粒子に二酸化チタン層をコーティングすることで、磁場の付加により水相から簡便に分離・回収可能な機能性二酸化チタン微粒子を作製した。また抗エストロゲン抗体のアミノ基を縮合試薬で結合することで,二酸化チタン・ナノ粒子に抗エストロゲン抗体を固定化することに成功し,極めて低濃度のエストロゲンを二酸化チタン・ナノ粒子表面に濃縮し高効率で分解できることを示した。
(4)有害化学物質の分解及び病原性微生物殺菌のためのリアクターの開発:二酸化チタン・超音波照射法を用いたリアクターでの実用化を目指し,プロトタイプの流通管型反応装置を試作した。この試作装置では大腸菌濃度が100,000cells/mL,あるいは環境ホルモンであるビスフェノールA(濃度1ppm)を含む処理水(10L)を30分以内で完全に殺菌あるいは分解する事に成功した。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (29件) 図書 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Sonocatalytic degradation of methylene blue with TiO_2 pellets in water2007

    • 著者名/発表者名
      Shimizu, N., Ogino, C., Dadjour, M.F., Murata, T.
    • 雑誌名

      Ultrason. Sonochem. 14

      ページ: 184-190

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 二酸化チタン・超音波触媒法を応用した有害微生物殺菌システム2007

    • 著者名/発表者名
      荻野千秋, Mizanur, M. R., 清水宣明
    • 雑誌名

      超音波TECHNO (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 二酸化チタン・超音波触媒法によるOHラジカルの生成と溶存希ガスの促進効果2007

    • 著者名/発表者名
      清水宣明, 荻野千秋, 藤平敦司
    • 雑誌名

      超音波TECHNO (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 二酸化チタン・超音波触媒法の環境浄化,殺菌への応用2007

    • 著者名/発表者名
      清水宣明, 荻野千秋
    • 雑誌名

      空気清浄 (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Sonocatalytic degradation of methylene blue with TiO2 pellets in water.2007

    • 著者名/発表者名
      Shimizu, N., Ogino, C., Dadjour, M.F., Murata, T.
    • 雑誌名

      Ultrason. Sonochem. 14

      ページ: 184-190

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 二酸化チタン・超音波触媒法を応用した有害微生物殺菌システム2007

    • 著者名/発表者名
      荻野 千秋, Mizanur, M.R., 清水良宣明
    • 雑誌名

      超音波TECHNO (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 二酸化チタン・超音波触媒法によるOHラジカルの生成と溶存希ガスの促進効果2007

    • 著者名/発表者名
      清水 宣明, 荻野 千秋, 藤平 敦司
    • 雑誌名

      超音波TECHNO (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 二酸化チタン・超音波触媒法の環境浄化,殺菌への応用2007

    • 著者名/発表者名
      清水 宣明, 荻野 千秋
    • 雑誌名

      空気清浄 (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Enhancement of sonocatalytic cell lysis of Escherichia coli in the presence of TiO_22006

    • 著者名/発表者名
      Ogino, C., Dadjour, M.F., Takaki, K., Shimizu, N.
    • 雑誌名

      Biochem. Eng. J. 32

      ページ: 100-105

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Disinfection of Legionella pneumophila by ultrasonic treatment with TiO_22006

    • 著者名/発表者名
      Dadjour, M.F., Ogino, C., Matsumura, S., Nakamura, S., Shimizu, N.
    • 雑誌名

      Water Res. 40

      ページ: 1137-1142

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Enhancement of sonocatalytic cell lysis of Escherichia coli in the presence of Ti02.2006

    • 著者名/発表者名
      Ogino, C., Dadjour, M.F., Takaki, K., Shimizu, N.
    • 雑誌名

      Biochem. Eng. J. 32

      ページ: 100-105

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Disinfection of Legionella pneumophila by ultrasonic treatment with Ti02.2006

    • 著者名/発表者名
      Dadjour, M.F., Ogino, C., Matsumura, S., Nakamura, S., Shimizu, N.
    • 雑誌名

      Water Res. 40(6)

      ページ: 1137-1142

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Enhancement of sonocatalytic cell lysis of Escherichia coli in the presence of TiO_22006

    • 著者名/発表者名
      Ogio, C., Dadjour, M.F., Takai, K., Shimizu, N.
    • 雑誌名

      Biochem, Eng. J. 32

      ページ: 100-105

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Disinfection of Legionella pneumophilia by Ultrasonic Treatment with TiO_22006

    • 著者名/発表者名
      Dadjour, M.F., Ogino, C., Matsumura, S., Nakamura, S., Shimizu, N.
    • 雑誌名

      Water Res. 40(6)

      ページ: 1137-1142

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Sonocatalytic degradation of methylene blue with TiO_2 pellets in water2006

    • 著者名/発表者名
      Shimizu, N., Ogino, C., Dadjour, M.F., Murata, T.
    • 雑誌名

      Ultrason.Sonochem. (In press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Kinetics of disinfection of Escherichia coli by catalytic ultrasonic irradiation with TiO_22005

    • 著者名/発表者名
      Dadjour, M.F., Ogino, C., Matsumura, S., Shimizu, N.
    • 雑誌名

      Biochem. Eng. J. 25

      ページ: 243-248

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 二酸化チタン・超音波照射による大腸菌殺菌メカニズム2005

    • 著者名/発表者名
      清水宣明, 荻野千秋, Dadjour, M.F.
    • 雑誌名

      化学工業 56

      ページ: 106-111

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 二酸化チタンへの超音波照射によって発生するラジカルの応用2005

    • 著者名/発表者名
      清水宣明, 荻野千秋, Dadjour, M.F.
    • 雑誌名

      マテリアルインテグレーション 18

      ページ: 31-36

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Kinetics of disinfection of Escherichia coli by catalytic ultrasonic irradiation with Ti02.2005

    • 著者名/発表者名
      Dadjour, M.F., Ogino, C., Matsumura, S., Shimizu, N.
    • 雑誌名

      Biochem. Eng. J. 25

      ページ: 243-248

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Improvement of ultrasonic disinfection power using TiO2 photocatalyst.2005

    • 著者名/発表者名
      Dadjour, M.F., Ogino, C., Matsumura, S., Nakamura, S., Shimizu, N.
    • 雑誌名

      In : G.R. ter Haar, I. Rivens (Eds), 4th International Symposium on Therapeutic Ultrasound, American Inst. Phys., NY

      ページ: 275-277

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Kinetics of disinfection of Escherichia coli by catalytic ultrasonic irradiation with TiO_22005

    • 著者名/発表者名
      Dadjour, M.F., Ogino, C., Matsumura, S., N.Shimizu
    • 雑誌名

      Biochem.Engine.J. 25

      ページ: 251-256

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 二酸化チタン・超音波照射による大腸菌殺菌メカニズム2005

    • 著者名/発表者名
      清水宣明, 荻野千秋, Dadjour, M.F.
    • 雑誌名

      化学工業 56(2)

      ページ: 106-111

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 二酸化チタンへの超音波照射によって発生するラジカルの応用2005

    • 著者名/発表者名
      清水宣明, 荻野千秋, Dadjour, M.F.
    • 雑誌名

      マテリアルインテグレーション 18(3)

      ページ: 31-36

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 二酸化チタン・超音波照射法による大腸菌殺菌メカニズム2005

    • 著者名/発表者名
      清水 宣明, 荻野 千秋, Dadjour, MF
    • 雑誌名

      化学工業 56

      ページ: 18-23

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 酸化チタンと超音波から発生するラジカルの応用2005

    • 著者名/発表者名
      清水 宣明, 荻野 千秋, Dadjour, MF
    • 雑誌名

      マテリアルインテグレーション (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Over-expression system of phospholipase D from actinomycete by Streptomyces lividans2004

    • 著者名/発表者名
      C.Ogino, S.Kuroda, A.Kondo, N.Shimizu, K.Tanizawa, H.Fukuda
    • 雑誌名

      Appl.Microbiol.Biotech. 64

      ページ: 823-828

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Cell disinfection by ultrasonic irradiation with TiO2 Photocatalyst2004

    • 著者名/発表者名
      MF.Dadjour, C.Ogino, S.Matsumura, S.Nakamura, Shimizu, N.
    • 雑誌名

      Abstract for the 10th The Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress

    • NAID

      130005052675

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 二酸化チタン粒子懸濁系への超音波照射とレジオネラ殺菌増強効果2004

    • 著者名/発表者名
      松村享, Dadjour, M.F., 吉川文恵, 荻野千秋, 清水宣明
    • 雑誌名

      第13回ソノケミストリー討論会講演論文集

      ページ: 38-40

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 二酸化チタン懸濁水溶液への超音波照射とOHラジカルの生成2004

    • 著者名/発表者名
      舩越 正人, Dadjour, M.F., 吉川文恵, 荻野千秋, 清水宣明
    • 雑誌名

      第13回ソノケミストリー討論会講演論文集

      ページ: 94-96

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 超音波と二酸化チタンを用いた有害微生物の殺菌.超音波利用技術集成-ソノケミストリーの環境・医療応用から最新のセンシング動向まで-2005

    • 著者名/発表者名
      清水宣明, 荻野千秋, Dadjour, M.F.
    • 出版者
      NTS,東京
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] 4^<th> International Symposium on Therapeutic Ultrasound2005

    • 著者名/発表者名
      Dadjour, M.F., Ogino, C., Matsumura, S., Nakamura, S., Shimizu, N.
    • 出版者
      Improvement of ultrasonic disinfection power using TiO_2 photocatalyst
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] 超音波利用技術集成-ソノケミストリーの環境・医療応用から最新のセンシング動向まで-;(分担執筆)超音波と二酸化チタンを用いた有害微生物の殺菌2005

    • 著者名/発表者名
      清水宣明, 荻野千秋, Dadjour, M.F.
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 超音波利用技術集成2005

    • 著者名/発表者名
      清水 宣明, 荻野 千秋, Dadjour, MF
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス出版社(印刷中)
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 流体の殺菌装置及び殺菌方法2006

    • 発明者名
      清水宣明, 荻野千秋
    • 権利者名
      金沢大学
    • 出願年月日
      2006-04-11
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要

URL: 

公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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