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RAFTエマルショングラフト重合による環境浄化材料の創製研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K05956
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 グリーン・環境化学
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

瀬古 典明  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 上席研究員 (10354953)

研究分担者 植木 悠二  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 併任 (50446415)
保科 宏行  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主幹研究員 (60446416)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード放射線グラフト重合 / エマルション重合 / RAFT重合 / 分子量分布 / 多分散指数 / 吸着材 / 環境浄化材料 / 放射線照射 / グラフト重合 / 放射光XAFS / エマルション / ミセル / 放射光 / RAFT剤 / 放射線 / 照射 / RAFT / 粒度分布 / 電子線 / 高分子合成 / 環境材料 / 材料加工・処理 / 量子ビーム
研究成果の概要

放射線グラフト重合で作製した吸着材による浄化法を提唱するため、独自に構築した放射線エマルショングラフト重合とリビング重合の一つである可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合を融合させ、グラフト高分子側鎖を揃える合成技術を開発した。RAFT剤の添加により導入するグラフト鎖の単分散性を制御できることがわかった。また、グラフト鎖の分子量はグラフト率に対してほとんど依存性がなく、分子量の揃ったグラフト鎖が重合されており、グラフト鎖数は概ね5本であり、グラフト率に対し増加する傾向を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

放射線照射により生成する失活しないラジカルとエマルション粒子(ミセル)により効率良くグラフト重合が進行する特徴に着目し、配置と長さを制御したオーダーメードの高分子吸着材を開発した。この研究を遂行することにより、新しいグラフト重合法の体系化に必要なデータの蓄積を行うことができたことに加え、有機溶媒を用いない環境に優しいエコプロセスにより高効率な吸着材を合成できることから、廉価に製造する技術開発へと展開することが可能となる。本技術を用いた環境浄化材料が実用化できれば、地球環境の保全に対する大きな貢献が期待できる。

報告書

(7件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件、 招待講演 4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Poly(vinyl diglycolic acid ester)-Grafted Polyethylene/Polypropylene Fiber Adsorbent for Selective Recovery of Samarium2022

    • 著者名/発表者名
      Hamada Takashi、Hoshina Hiroyuki、Seko Noriaki
    • 雑誌名

      ACS Applied Polymer Materials

      巻: 4 号: 3 ページ: 1846-1854

    • DOI

      10.1021/acsapm.1c01731

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chromium(VI) adsorption reduction using a fibrous amidoxime-grafted adsorbent2021

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Natsuki、Matsumura Daiju、Hoshina Hiroyuki、Ueki Yuji、Tsuji Takuya、Chen Jinhua、Seko Noriaki
    • 雑誌名

      Separation and Purification Technology

      巻: 277 ページ: 119536-119536

    • DOI

      10.1016/j.seppur.2021.119536

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RAFT-Mediated Radiation Grafting on Natural Fibers in Aqueous Emulsion2021

    • 著者名/発表者名
      Barba Bin Jeremiah D.、Penaloza David P.、Seko Noriaki、Madrid Jordan F.
    • 雑誌名

      materials proceedings

      巻: 7 ページ: 4-4

    • DOI

      10.3390/iocps2021-11243

    • 関連する報告書
      2021 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] Synthesis of Fibrous Metal Adsorbent with a Piperazinyl-Dithiocarbamate Group by Radiation-Induced Grafting and Its Performance2020

    • 著者名/発表者名
      Yuji Ueki, Noriaki Seko
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5(6) 号: 6 ページ: 2947-2956

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b03799

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a Simplified Radiation-Induced Emulsion Graft Polymerization Method and Its Application to the Fabrication of a Heavy Metal Adsorbent2019

    • 著者名/発表者名
      M. Omichi, Y. Ueki, N. Seko, Y. Maekawa
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 11 号: 8 ページ: 1373-1373

    • DOI

      10.3390/polym11081373

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nitrogen-Containing Fabric Adsorbents Prepared by Radiation Grafting for Removal of Chromium from Wastewater2018

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Natsuki、Chen Jinhua、Seko Noriaki
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 10 号: 7 ページ: 744-744

    • DOI

      10.3390/polym10070744

    • 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] Development of a water purifier for radioactive cesium removal from contaminated natural water by radiation-induced graft polymerization2018

    • 著者名/発表者名
      Seko Noriaki、Hoshina Hiroyuki、Kasai Noboru、Shibata Takuya、Saiki Seiichi、Ueki Yuji
    • 雑誌名

      Radiation Physics and Chemistry

      巻: 143 ページ: 33-37

    • DOI

      10.1016/j.radphyschem.2017.09.007

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 放射線RAFT重合によるグラフト高分子側鎖の制御に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      瀬古典明、林菜月、陳進華、Jordan F. Madrid, 保科宏行、植木悠二
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Molecular weight of PVDF-g-St prepared under different conditions2022

    • 著者名/発表者名
      J. Chen, N. Seko
    • 学会等名
      サイエンスフェスタ2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 量子ビームを活用した材料創製と評価2022

    • 著者名/発表者名
      瀬古典明
    • 学会等名
      日本原子力学会2022春の年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子ビームを活用した機能性高分子材料の開発2021

    • 著者名/発表者名
      瀬古典明
    • 学会等名
      第三回産学官連携交流会(第115回複合材料懇話会)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] セシウム捕集材を用いた管理型水処理システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      瀬古 典明、保科 宏行、笠井 昇、植木 悠二、榎本一之、鈴井 伸郎、河地 有木
    • 学会等名
      QST高崎サイエンスフェスタ2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Adsorption Performance of Fibrous Adsorbents by Radiation Emulsion Graft Polymerization2020

    • 著者名/発表者名
      Noriaki Seko, Hiroyuki Hoshina, Yuji Ueki, Seiichi Saiki, Masaaki Omichi, Jinhua Chen, Masanori Nakano
    • 学会等名
      The 10th International Membrane Science & Technology Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Current Status of Quantum Beam Applications for Polymer Processing2019

    • 著者名/発表者名
      Noriaki SEKO
    • 学会等名
      Innovation in Polymer Science and Technology
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Metal ion adsorption by radiation grafted adsorbents2019

    • 著者名/発表者名
      Noriaki Seko, Hiroyuki Hoshina, Haruyo Amada, Natsuki Hayashi and Yuji Ueki
    • 学会等名
      OKINAWA COLLODS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In-situ XAFS analysis on reduction of adsorbed hexavalent chromium in radiation grafted adsorbent2018

    • 著者名/発表者名
      林菜月、瀬古典明、陳進華、松村大樹、辻卓也、齋藤寛之
    • 学会等名
      The 7th Asia Pacific Symposium on Radiation Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Adsorption performance of trivalent and hexavalent chromium in aqueous solution by electron beam grafted adsorbents2018

    • 著者名/発表者名
      瀬古典明、林菜月、陳進華、松村大樹、辻卓也、齋藤寛之
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GPC Analysis of Radiation-Grafted PVDF and Its Polystyrene Graft Chains2018

    • 著者名/発表者名
      陳進華、林菜月、植木悠二、保科宏行、笠井昇、瀬古典明
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference
    • 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 alcohol on radiation emulsion grafting of GMA onto PE nonwoven fabrics2017

    • 著者名/発表者名
      瀬古典明, Vu Thanh Quang, 林菜月, 植木悠二, 陳進華
    • 学会等名
      The 15th Pacific Polymer Conference (PPC-15)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 「RAFT polymerization in simultaneous radiation grafting of chloromethylstyrene onto ETFE films」2017

    • 著者名/発表者名
      陳進華、瀬古典明
    • 学会等名
      The 15th Pacific Polymer Conference (PPC-15)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] ジチオカルバミン酸基を有する金属吸着材とその製造方法及び金属抽出方法2018

    • 発明者名
      植木悠二、瀬古典明
    • 権利者名
      量子科学技術研究開発機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 取得年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-01-30  

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