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機能性資材への鉱物化による排水中フッ素・リン資源のアップグレードリサイクル

研究課題

研究課題/領域番号 17K00631
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 環境材料・リサイクル
研究機関富山高等専門学校

研究代表者

袋布 昌幹  富山高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (50270244)

研究分担者 川井 貴裕  山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (50455903)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードアップグレードリサイクル / 排水処理 / フッ素 / リン酸 / アンモニア / リン / リン酸カルシウム / フッ素排水処理 / アパタイト / 資源回収 / フッ素排水 / 鉱物化 / 再資源化
研究成果の概要

本研究では,排水処理で大きな問題となる処理後のスラッジの問題を解決するだけでなく,他の産業へのカスケード利用を実現するアップグレードリサイクルを超えた「ダイレクトリサイクル」を提唱し,排水中フッ素及びフッ素資源の利活用を検討した。結果,排水中の未利用リン資源から得られる第二リン酸カルシウム二水和物を用いて別の排水中のフッ素資源を回収してフッ素アパタイトを獲得することで,この資材が畜産業で悪臭物質として大きな問題となっているアンモニアガスに対する優れた吸着能を有することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により,複数の産業で処理を必要としていた未利用リンおよびフッ素資源を活用して機能性資材を合成し,それを他の産業に活用するという,複数の産業の環境問題を同時に解決できる基礎知見を得ることができた。特にアンモニアはゼロCO2燃料などとして,地球温暖化対策で最近注目されている化学物質であることから,この知見を活用してアンモニアの回収・再生につなげられる可能性を示唆した面で,大きな学術的,社会的意義を有するものとなった。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 19件、 招待講演 8件) 備考 (2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] ESTACA(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Effective removal of fluoride and phosphate pollution using mixtures of dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) and Tunisian reservoir sediment containing calcium carbonate2020

    • 著者名/発表者名
      Tafu, M., Sasakawa, N., Murthy, H.S. et al.
    • 雑誌名

      Euro-Mediterr J Environ Integr

      巻: 5 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1007/s41207-019-0135-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Changes in fluoride removal ability of chicken bone char with changes in calcination time2020

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Masanori、Arioka Yuki、Tafu Masamoto、Irie Mitsuteru
    • 雑誌名

      International Journal of Ceramic Engineering & Science

      巻: 2 号: 2 ページ: 83-91

    • DOI

      10.1002/ces2.10034

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Repeated Heat Regeneration of Bone Char for Sustainable Use in Fluoride Removal from Drinking Water2018

    • 著者名/発表者名
      H. Herath, T. Kawakami, M. Tafu
    • 雑誌名

      Healthcare

      巻: 6 号: 4 ページ: 143-143

    • DOI

      10.3390/healthcare6040143

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Improving the properties of dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) powder by changing the morphology2018

    • 著者名/発表者名
      T. Toshima, S. Takamatsu, M. Tafu, K. Tamada and Y. Morioka
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 126 号: 3 ページ: 202-207

    • DOI

      10.2109/jcersj2.17206

    • NAID

      130006407862

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Fluorapatite (FAp) nano-hybrid from dicalcium phosphate dihydrate (DCPD): preparation and its unique properties2020

    • 著者名/発表者名
      M. Tafu, T. Toshima, N. Okajima, A. Iwaori, S. Takamatsu
    • 学会等名
      44th International Conference & Exposition on Advanced Ceramics and Composites (ICACC)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of fluorapatite (FAp) on reactivity of dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) with fluoride ions in the environments2020

    • 著者名/発表者名
      N. Okajima, M. Tafu, Y. Hata, S. Takamatsu, T. Toshima, Y. Hagno, M. Takada
    • 学会等名
      44th International Conference & Exposition on Advanced Ceramics and Composites (ICACC)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of hybridization on reactivity of dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) by apatites nano-particles for solidification of fluoride ion2019

    • 著者名/発表者名
      M. Tafu, N. Okajima, T. Toshima, S. Takamatsu
    • 学会等名
      Material Research Meeting 2019 (MRM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nano hybrid of calcium phosphates for dental applications; its morphology and reactivity improvements2019

    • 著者名/発表者名
      M. Tafu, T. Toshima, N. Okajima, Y. Morioka, Y. Hagino
    • 学会等名
      Turku Biomaterials Days and JSPS ACF Seminar
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mineralization of phosphate and fluoride in waste water by using calcium phosphate nano-hybrid2019

    • 著者名/発表者名
      M. Tafu, S. Takamatsu, T. Toshima
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Improvement of reactivity and usability of dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) for various applications2019

    • 著者名/発表者名
      M Tafu, T. Toshima
    • 学会等名
      GFMAT2/ BIO4
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of crystallinity of FAp (fluorapatite) on adsorption of ammonia gas2019

    • 著者名/発表者名
      A. Iwaori, M. Tafu, S. Takamatsu, T. Toshima, T. Kawai, T. Nakagawa
    • 学会等名
      Material Research Meeting 2019 (MRM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluorapatite nano-hybridization for reactivity improvement of calcium phosphate (DCPD) and fluoride ions2019

    • 著者名/発表者名
      N. Okajima, M. Tafu, T. Toshima, Y. Morioka, Y. Hagino
    • 学会等名
      Turku Biomaterials Days and JSPS ACF Seminar
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of fluorapatite (FAp) coating on transform reaction of dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) to FAp2019

    • 著者名/発表者名
      N. Okajima, M. Tafu, T. Takamatsu, T. Toshima, M. Takada, Y. Hagino
    • 学会等名
      GFMAT2/ BIO4
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DCPDとフッ化物イオンとの反応に及ぼす粒子表面へのFApハイブリッドの効果2019

    • 著者名/発表者名
      岡嶌夏輝,袋布昌幹,高松さおり,豊嶋剛司
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アパタイトにおけるアンモニアの吸蔵特性2019

    • 著者名/発表者名
      矢野知郷, 中川鉄水, 岩折葵, 袋布昌幹
    • 学会等名
      第29回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of reactivity and usability of dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) for various applications",2019

    • 著者名/発表者名
      M. Tafu, T. Toshima
    • 学会等名
      4th International Conference on Innovations in Biomaterials, Biomanufacturing, and Biotechnologies (Bio4) (GFMAT2 / BIO4)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 単純な溶液を用いたDCPD粒子表面への前駆体相誘起によるフッ化物イオンとの反応性改善効果2019

    • 著者名/発表者名
      岡嶌夏輝,袋布昌幹, 高松 さおり, 豊嶋 剛司, 高田将文, 萩野芳章
    • 学会等名
      日本セラミックス協会・2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Improvement of reactivity of dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) for removal fluoride ion in the water environments (Invited)2018

    • 著者名/発表者名
      M. Tafu, S. Takamatsu, T. Toshima
    • 学会等名
      XXVII International Materials Research Congress, Cancun, Mexico
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of gypsum on reaction of dicalcium phosphate dihydrate (6.M. Tafu, S. Muroyama, T. Toshima, S. Takamatsu, Y. Matsushita, T. Fujita, “Effect of gypsum on reaction of dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) with fluoride ions) with fluoride ions2018

    • 著者名/発表者名
      M. Tafu, S. Muroyama, T. Toshima, S. Takamatsu, Y. Matsushita, T. Fujita
    • 学会等名
      The International Symposium on Inorganic and Environmental Materials 2018 (ISIEM2018), Ghent, Belgium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Adsorption of gaseous ammonia by fluorapatite (FAp) derived from dicalcium phosphate dihydrate (DCPD)2018

    • 著者名/発表者名
      A. Iwaori, M. Tafu, T. Toshima, S. Takamatsu
    • 学会等名
      The International Symposium on Inorganic and Environmental Materials 2018 (ISIEM2018), Ghent, Belgium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Conversion calcium phosphate in bone char for water treatments2018

    • 著者名/発表者名
      S. Kyogaku, M. Tafu, S. Takamatsu, T. Toshima
    • 学会等名
      The International Symposium on Inorganic and Environmental Materials 2018 (ISIEM2018), Ghent, Belgium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Tunisian reservoir sediment containing calcium carbonate on reaction of dicalcium phosphate dihydrate (DCPD) and fluoride ion2018

    • 著者名/発表者名
      M. Tafu, N. Sasakawa, H.S. Murthy, S. Takamatsu, A. Manaka, M. Irie, T. Toshima
    • 学会等名
      Tunisia-Japan Symposium Innovation discovery for Sustainable Water Resource Manegement
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水処理への適応を目的とした第二リン酸カルシウム二水和物(DCPD)とフッ化物イオンの反応性におよぼすカルサイト含有堆積物の効果2018

    • 著者名/発表者名
      笹川奈津美,袋布昌幹,間中淳,豊嶋剛司,高松さおり,入江光輝
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation and characterization of bio-inspired hybrid containing calcium phosphate for the environmental applications2018

    • 著者名/発表者名
      M. Tafu, T. Toshima
    • 学会等名
      42th International Conference & Exposition on Advanced Ceramics and Composites (ICACC)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Adsorption of malodorous substance by using calcium phosphate from unused resources2018

    • 著者名/発表者名
      M. Tafu, A. Iwaori, W. Hirono, A. Fukushima, S. Takamatsu, T. Toshima
    • 学会等名
      ESTACA International Week
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of gypsum addition on release of phosphate from reaction of DCPD and fluoride ions2018

    • 著者名/発表者名
      S. Muroyama, M. Tafu, S. Takamatsu, Y. Matsushita, T. Fujita
    • 学会等名
      12th International Forum on Ecotechnology (IFE12)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リン酸カルシウムナノハイブリッドを用いた排水中フッ化物イオンの除去2018

    • 著者名/発表者名
      袋布昌幹, 室山峻紀, 豊嶋剛司, 高松さおり
    • 学会等名
      第27回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Reactivity of dicalcium phosphate dihydrate with various fluoride compounds2017

    • 著者名/発表者名
      S. Nakada, M. Tafu, Y. Hagino, S. Takamatsu, A. Manaka, T. Toshima, K. Yamamoto
    • 学会等名
      15th Conference & Exhibition of the European Ceramics Society (ECerS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 富山高等専門学校ホームページ

    • URL

      http://www.nc-toyama.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 袋布教員の研究成果を紹介したホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/mailg.nc-toyama.ac.jp/prof-tafu/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 13th International Forum on Ecotechnology (IFE13)2019

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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