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ナノ素材を吸着場にした新規環境浄化材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18310049
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
研究機関北海道大学

研究代表者

古月 文志  北海道大学, 大学院・地球環境科学研究院, 教授 (40281844)

研究期間 (年度) 2006 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
18,440千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 2,940千円)
2009年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2008年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2007年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2006年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
キーワード環境修復技術 / カーボンナノチューブ / ケイ藻土 / ポリウレタン / 芳香族類水溶性染料 / π-π結合 / 選択吸着 / 多孔質型の浄化材料 / ナノチューブの生体反応性 / ナノ素材 / 白子由来DNA / 環境のトータル修復 / 生体のピンポイント浄化 / 平面構造 / インターカレーション / 発がん性物質 / ナノ素材の毒性 / リスク評価 / 重金属・ダイオキシン / フロンティア軌道理論 / 有機高分子ケージ / 重金属・VOCs
研究概要

有害化学物質を選択的に除去するための環境浄化材料の開発を行った。本研究では,まず,カーボンナノチューブ(CNT)の粉末をカラムに充填し,CNTによるVOCsの吸着・除去のメカニズムについて検討した。その結,CNTは芳香族化合物のVOCsを選択的に吸着することが分かった。また,選択性の順番は,p-ジクロロベンゼン>o-キシレン>m-,p-キシレン>トルエン>ベンゼンとなった。この選択性についてフロンティア軌道理論を用いて考察した。次に,CNT粉末を水溶液に分散した後,多孔質型の珪藻土に充填した。更に,CNT充填の珪藻土とウレタンポリマーを出発物質として使い,ポリウレタンフォーム型の吸着材を開発した。水溶性染料を対象物質として用い吸着実験を行った。その結果,この複合型の吸着材料はベンゼン環を持つ染料に対して高い選択性と吸着力を持つことが分かった。Langmuir吸着等温線に基づき,吸着機構について考察した。本研究では,白子由来DNAや昆布由来のアルギン酸等のような天然ナノ素材(天然高分子)を,ウレタンポリマーと反応させ,多孔質体の吸着材料の開発に関する研究も行った。白子由来DNAを吸着場とした吸着材料は,臭化エチジウムのような平面構造を有する発がん性物質を,インターカレーションに基づき選択的に吸着することが分かった。一方,アルギン酸を吸着場とした吸着材料は,鉛イオンを,キレート作用に基づき選択的に吸着することが分かった。更に,本研究では,CNTの生体反応性について,植物細胞を使い,in vitroおよびin vivo的に検討した.

報告書

(6件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書   自己評価報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2010 2009 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (26件) (うち査読あり 25件) 学会発表 (14件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] A novel adsorbent obtained by inserting carbon nanotubes into cavities of diatomite and applications for organic dye elimination from contaminated water2010

    • 著者名/発表者名
      H. Yu, B. Fugetsu
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous Materials 177

      ページ: 138-145

    • NAID

      120002045466

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical detection of ethidium bromide by using pure single-walled carbon nanotubes sheet as the electrode2010

    • 著者名/発表者名
      J. He, B. Fugetsu, S. Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Electroanalytical Chemistry 638

      ページ: 46-50

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel adsorbent obtained by inserting carbon nanotubes into cavities of diatomite and applications for organic dye elimination from contaminated water2010

    • 著者名/発表者名
      H.Yu, B.Fugetsu
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous materials 177

      ページ: 138-145

    • NAID

      120002045466

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Studies on toxicity of multi-walled carbon nanotubes onarabidopsis T87 suspension cells2009

    • 著者名/発表者名
      C. Lin, B. Fugetsu, B. Xu, F. Watari
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous Materials 170

      ページ: 578-583

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Studies on toxicity of multi-walled carbon nanotubes on suspension rice cells2009

    • 著者名/発表者名
      X. Tang, C. Lin, B Fugetsu
    • 雑誌名

      47

      ページ: 3479-3487

    • NAID

      120001699994

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 有害化学物質吸着のための二重らせん構造を保持したDNA/ボリウレタンフォーム複合材料の開発2009

    • 著者名/発表者名
      曽根弘昭, 古月文志, 田中俊逸
    • 雑誌名

      分析化学 58

      ページ: 7-13

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective elimination lead (II) ions by alginate/polyurethane composite foams2009

    • 著者名/発表者名
      H. Sone, B. Fugetsu, S. Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous Materials 162

      ページ: 423-429

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Studies on toxicity of multi-walled carbon nanotubes on Arabidopsis T87 suspension cells2009

    • 著者名/発表者名
      C.Lin, B.Fugetsu, F.Watari
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous materials 170

      ページ: 578-583

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Studies on toxicity of multi-walled carbon nanotubes on suspension rice cells2009

    • 著者名/発表者名
      X.M.Tan, C.Lin, B.Fugetsu
    • 雑誌名

      Carbon 47

      ページ: 3479-3487

    • NAID

      120001699994

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CNTs/TiC reinfprced titanium matrix nano-composites via powder metallurgy and its micro-structural and mechanical properties2009

    • 著者名/発表者名
      K. Kondoh, T. Threrujirapapong, H. Imai, J. Umeda, B. Fugetsu
    • 雑誌名

      Journal of Nanomaterials (in press)

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 有害化学物質吸着のための二重らせん構造を保持したDNA/ポリウレタンフォーム複合材料の開発2009

    • 著者名/発表者名
      曽根弘昭、古月文志、田中俊逸
    • 雑誌名

      分析化学 58

      ページ: 7-13

    • NAID

      110007028513

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The production of soft, durable, and electrically conductive polyester multifilament yarns by dye-printing them with carbon nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      B. Fugetsu, E. akiba, M. Hachiya, M. Endo
    • 雑誌名

      Carbon 47

      ページ: 527-530

    • NAID

      120001364372

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective elimination of lead (II) ions by alginate / polyurethane composite foams2009

    • 著者名/発表者名
      Sone. H., Fugetsu B., Tanaka S.
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous Materials 162

      ページ: 423-429

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Use of ultra-thin cross-linked polymer films for preparation of stable mono-dispersed carbon nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      H. Yu, X. Chen, K. Tsujii, B. Fugetsu
    • 雑誌名

      Materials Letters 62

      ページ: 4050-4050

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Affinity-Based Elimination of Aromatic VOCs by Highly Crystalline Multi-Walled Carbon Nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      H. Sone, B. Fugetsu. Tsukada, M. Endo
    • 雑誌名

      Talanta 74

      ページ: 1265-1270

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical conductivity and electromagnetic interference shielding efficiency of carbon nanoube/cellulose composite paper2008

    • 著者名/発表者名
      B. Fugetsu, E. Sano, M. Sunada, Y. Sambongi, T. Shibuya, X. Wang, T. Hiraki
    • 雑誌名

      Carbon 46

      ページ: 1256-1258

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Affinity-Based Elimination of Aromatic VOCs by Highly Crystalline Multi-Walled Carbon Nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      H. Sone, B. Fugetsu, T. Tsukada, M. Endo
    • 雑誌名

      Talanta 74

      ページ: 1265-1270

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書 2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Use of ultra-thin cross-linked polymer films for preparation of stable mono-dispersed carbon nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      Yu H., Chen. X., Tsujii K., Fuge tsu, B.
    • 雑誌名

      Materials Lettersq 62

      ページ: 14050-4052

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-walled Carbon Nanotubes Interact with Cultured Rice Cells : Evidence of a Self-defense Response2007

    • 著者名/発表者名
      X. Tan, B. Fugetsu
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Nanotechnology 3

      ページ: 285-288

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-walled Carbon Nanotubes Interact with Cultured Rice Cells : Evidence of a Self-defense Response2007

    • 著者名/発表者名
      X. Tan, B. Fugetsu
    • 雑誌名

      J. Biomed. Nanotech 3

      ページ: 285-288

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-walled Carbon Nanotubes Interact with Cultured Rice Cells: Evidence of a Self-defense Response2007

    • 著者名/発表者名
      X. Tan, B. Fugetsu
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Nanotechnology 3

      ページ: 285-288

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Voltammetric Behavior and determination of 17 β-estradiol at multi-walled carbon nanotube-nafion modified glassy carbon electrode2006

    • 著者名/発表者名
      N, Terui, B. Fugetsu, S. Tanaka
    • 雑誌名

      Analytical Sciences 22

      ページ: 895-898

    • NAID

      10019163655

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo-degradation of humic substances on MWCNT/Nanotubular-TiO2 composites2006

    • 著者名/発表者名
      C. Zhu, Y Zhou, H. YU, T. Nomura, B. Fugetsu
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 35

      ページ: 890-891

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Voltammetric Behavior and determination of 17 β-estradiol at multi-walled carbon nanotube-nafion modified glassy carbon electrode2006

    • 著者名/発表者名
      N. Terui, B. Fugetsu, S. Tanaka
    • 雑誌名

      Anal. Sci. 22

      ページ: 895-898

    • NAID

      10019163655

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo-degradation of humic substances on MWCNT/Nanotubular-TiO2 composites2006

    • 著者名/発表者名
      C. Zhu, Y. Zhou, H. Yu, T. Nomura, B. Fugetsu
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 35

      ページ: 890-891

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo-degradation of humic substances on MWCNT/nanotubular-Ti02 composites2006

    • 著者名/発表者名
      Z.Zhu, Y.Zhou, H.Yu, T.Nomura, B.Fugetsu
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 35

      ページ: 890-891

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] ホウ素複合型ナノグラファイトを用いる電気化学センサーによる生体試料中尿酸の選択的検出2009

    • 著者名/発表者名
      賀建軍, 古月文志, 田中俊逸
    • 学会等名
      日本分析化学会第58年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2009-09-24
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] ナノカーボン電極による尿酸の選択検出2009

    • 著者名/発表者名
      賀建軍、古月文志
    • 学会等名
      日本分析化学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-09-06
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ホタテ貝殻を用いたリン回収剤の開発2008

    • 著者名/発表者名
      竹内雅美, 曽根弘昭, 古月文志
    • 学会等名
      分析化学年会第57年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-09-12
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
  • [学会発表] ホタテ貝殻を用いたリン回収剤の開発2008

    • 著者名/発表者名
      竹内雅美、曽根弘昭、古月文志
    • 学会等名
      第57回分析化学年会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2008-09-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブの分散技術と廃液処理2007

    • 著者名/発表者名
      曽根弘昭, 古月文志
    • 学会等名
      日本分析化学会第56年会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 自己評価報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブを吸着剤とした揮発性有機物質の選択除去2007

    • 著者名/発表者名
      曽根弘昭, 古月文志
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2007-07-27
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 自己評価報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブを吸着剤とした揮発性有機物質の選択除去2007

    • 著者名/発表者名
      曽根弘昭, 古月文志
    • 学会等名
      第16回環境化学討論会
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      2007-06-20
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 自己評価報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブを吸着剤とした揮発性有機物質の選択除去2007

    • 著者名/発表者名
      曽根弘昭、古月文志
    • 学会等名
      第16回環境化学討論会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2007-06-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブを吸着剤とした水中揮発性有機物質の選択除去2007

    • 著者名/発表者名
      曽根弘昭, 古月文志
    • 学会等名
      日本分析化学会北海道支部2007年冬季研究発表会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-02-06
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブを吸着剤とした水中揮発性有機物質の選択除去2007

    • 著者名/発表者名
      曽根弘昭, 古月文志
    • 学会等名
      日本分析化学会北海道支部2007 年冬季研究発表会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-02-06
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
  • [学会発表] 重金属除去ポリウレタンフォームの試作と評価2006

    • 著者名/発表者名
      曽根弘昭, 斉藤正一郎, 野村朋子, 古月文志
    • 学会等名
      日本分析化学会第55年会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2006-09-22
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 自己評価報告書
  • [学会発表] Carbon Nanotubes as Adsorbents for Affinity-Based Elimination of Volatile Organic Compounds2006

    • 著者名/発表者名
      H. Sone, B. Fugetsu
    • 学会等名
      北海道大学国際シンポジウム「持続可能な開発」
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2006-08-07
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 自己評価報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブを用いた有機物吸着剤の試作と評画価2006

    • 著者名/発表者名
      曽根弘昭, 古月文志
    • 学会等名
      第15回環境化学討論会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2006-06-20
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブを用いた有機物吸着剤の試作と評価2006

    • 著者名/発表者名
      曽根弘昭, 古月文志
    • 学会等名
      第15回環境化学討論会,P165
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2006-06-20
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
  • [産業財産権] 重金属捕捉剤2006

    • 発明者名
      曽根弘昭, 古月文志, 田中俊逸, 藤原直哉, 小笠原竜二, 斎藤正一郎
    • 権利者名
      北海道大学
    • 産業財産権番号
      2006-181155
    • 出願年月日
      2006-06-30
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [産業財産権] 重金属捕捉剤2006

    • 発明者名
      曽根弘昭, 古月文志, 田中俊逸, 藤原直哉,小笠原竜二,斎藤正一郎
    • 権利者名
      特許出願人 北海道大学
    • 産業財産権番号
      2006-181155
    • 出願年月日
      2006-06-30
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
  • [産業財産権] 重金属捕捉剤2006

    • 発明者名
      曽根, 古月, 田中, 藤原
    • 権利者名
      北海道大学
    • 産業財産権番号
      2006-181155
    • 出願年月日
      2006-06-30
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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