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分子認識機能を持つ感温性ゲルを用いた重金属の新規な吸着材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16760607
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関名古屋大学 (2005)
広島大学 (2004)

研究代表者

徳山 英昭  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10363029)

研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2005年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2004年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワード感温性ゲル / 吸着 / 分子認識 / 温度スイング / N-イソプロピルアクリルアミド
研究概要

本研究は、温度変化に応答して可逆的に膨潤・収縮する感温性N-イソプロピルアクリルアミド(NIPA)ゲルをベースとし、標的金属を温度スイングで選択的に吸・脱着する新規な吸着材である分子インプリント感温性ゲルの高機能化のための設計指針を得るために、様々な配位子を用いた吸着材を合成し、重金属-配位子の相互作用形態やゲルネットワークの膨潤特性が、選択分離や吸・脱着特性に及ぼす影響を明らかにすることを目的とするものである。16年度は、配位子にエチレンジアミンを用いた吸着材の合成と銅の吸着特性について検討した。17年度は、重金属の高度選択吸着が期待できるリン酸配位子モノマーの2-メタクリロイルオキシエチルホスフェート(MEP)を用いたNIPA-MEPゲルおよびポリマーの合成と銅の吸着特性について検討した。NIPA-MEPゲルの吸着量は、30℃以下の膨潤状態では小さく、40℃以上の収縮状態で増大し、この変化は可逆的であった。測定したポリマーのリン酸基の解離定数から、吸着実験を行ったpH(約5)では、一段解離したMEPと銅が2:1で相互作用していることが示唆された。ゲルの吸着メカニズムは、高温収縮時にネットワークが近づきMEP二分子で銅を吸着、低温膨潤時はネットワークが拡がり脱着したものと考えられる。一方、NIPA-MEPポリマーの吸着量は、40℃以下では一定であり、それ以上の高温になると大きく減少した。30℃以下ではポリマーは溶解していたが、40℃ではポリマーの疎水性相互作用によって凝集体を形成し、温度上昇に伴い凝集体は小さくなった。ポリマーは、低温で溶解している場合には吸着能を発現し、高温で凝集体の形成、すなわち過度の収縮状態にある場合には、MEP周りの水分子とともに銅イオンを排除するといえる。この現象を利用した吸・脱着性能の優れる吸着材の開発が期待できる。

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] Development and Performance of a Novel Molecular Imprinted Thermosensitive Gel with a Cross-linked Chelating Group for the Temperature Swing Adsorption of a Target Metal2005

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Tokuyama
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering of Japan 38・8

      ページ: 633-640

    • NAID

      10019037276

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 分子インプリント感温性ゲルを用いた温度スイングによる重金属の選択的吸着分離2005

    • 著者名/発表者名
      迫原 修治
    • 雑誌名

      エコインダストリー 10・7

      ページ: 38-45

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Equilibrium and Kinetics for Temperature Swing Adsorption of a Target Metal on Molecular Imprinted Thermosensitive Gel Adsorbents2005

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Tokuyama
    • 雑誌名

      Separation and Purification Technology (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Development and Performance of a Novel Molecular Imprinted Thermosensitive Gel with a Cross-linked Chelating Group for the Temperature Swing Adsorption of a Target Metal2005

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Tokuyama
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering of Japan (受理済)(採録決定)

    • NAID

      10019037276

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 分子認識型感温性ゲルを用いた重金属の吸着分離2004

    • 著者名/発表者名
      徳山 英昭
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニヤリング 49・11

      ページ: 7-11

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Temperature swing adsorption of heavy metals on novel phosphate-type adsorbents using thermosensitive gels and/or polymers

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Tokuyama
    • 雑誌名

      Separation and Purification Technology (印刷中)

    • NAID

      120000882421

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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