• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

次元性を超えたナノカーボン材料の制御合成と応用研究

研究課題

研究課題/領域番号 18F18055
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 ナノ材料工学
研究機関九州大学

研究代表者

吾郷 浩樹  九州大学, グローバルイノベーションセンター, 教授 (10356355)

研究分担者 DAS RASEL  九州大学, グローバルイノベーションセンター, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2018-07-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2018年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード水質浄化 / 六方晶窒化ホウ素 / グラフェン / 分離膜 / 水浄化 / ろ過
研究実績の概要

近年、地球温暖化や環境汚染のために世界的に水資源の不足に対する懸念が強まっており、海水や様々な汚染水の浄化が非常に重要な社会的な課題になりつつある。グラフェンをはじめとする二次元物質は表面積が極めて大きいことから、本分野への応用が期待されている。これまでの研究から酸化グラフェンや二硫化モリブデンなどの二次元物質からなる膜が、水の浄化に有望であることが報告されているが、二次元物質の分離膜の作製や制御が難しく、十分な特性が得られていなかった。本研究では、分離膜を専門とする外国人特別研究員との共同研究により、二次元物質に基づく二次元分離膜を創出し、水の浄化を中心とする環境分野に応用していくことを目的として研究を行った。
様々な予備検討の後、六方晶窒化ホウ素(h-BN)の積層膜を水の浄化に応用することに取り組んだ。絶縁性のh-BNは、化学的に安定で、グラフェンと異なり高温でも酸化されることなく、さらに極性を有していることから分子の吸着にも適しているからである。本研究において超音波分散装置、遠心分離器、そしてろ過装置を整え、h-BNの剥離膜からなる分離膜を作製した。このh-BNを有機溶媒中に分散し、ろ過することで厚さが0.35~5ミクロンの厚さのh-BNのフィルターを得ることができた。そしてこれらの膜の分離特性を、メチルオレンジやビスフェノールなど3種の汚染分子を用いて検討した結果、h-BNは、高い水の透過性を有し、かつ汚染分子に対して良好な吸着特性を示すことに成功した。また、pHが低い水溶液で、より高い分離能を示すことも見出した。BN結合の極性や水素結合の影響、そしてh-BNの剥離片の高い表面積とエッジの存在によるものと考えられる。このh-BN分離膜は、酸やアルカリ溶液の中でも劣化がほとんどなく、環境利用に適した分離膜として極めて有望であることを示すことができた。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Leibniz Institute of Surface Engineering(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Inorganic scaling in reverse osmosis (RO) desalination: Mechanisms, monitoring, and inhibition strategies2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Qian、Xu Guo-Rong、Das Rasel
    • 雑誌名

      Desalination

      巻: 468 ページ: 114065-114065

    • DOI

      10.1016/j.desal.2019.07.005

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electrospun nanofibrous membranes in membrane distillation: Recent developments and future perspectives2019

    • 著者名/発表者名
      Pan Chun-You、Xu Guo-Rong、Xu Ke、Zhao He-Li、Wu Yun-Qi、Su Hui-Chao、Xu Jian-Mei、Das Rasel
    • 雑誌名

      Separation and Purification Technology

      巻: 221 ページ: 44-63

    • DOI

      10.1016/j.seppur.2019.03.080

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nanotechnology Based Platforms for Efficient Water Desalination2019

    • 著者名/発表者名
      Das Rasel、Khayet Mohamed
    • 雑誌名

      Desalination

      巻: 451 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1016/j.desal.2018.11.011

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際共著
  • [学会発表] Hexagonal boron nitride nanosheets for ultrafast membrane filtration2020

    • 著者名/発表者名
      R. Das, P. Solis-Fernandez, H. Ago
    • 学会等名
      第58回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Hexagonal Boron Nitride Nanosheets for Ultrafast Membrane Filtration2019

    • 著者名/発表者名
      R. Das, P. Solis-Fernandez, H. Ago
    • 学会等名
      2019 Seoul A3 Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エピタキシャルCVD法に基づく高品質二次元材料の創製と応用開発に向けた取り組み2019

    • 著者名/発表者名
      吾郷浩樹
    • 学会等名
      グラフェンコンソーシアム 第19回研究講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Controlled CVD synthesis of high-quality 2D materials for electronic and photonic applications2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ago
    • 学会等名
      First International Workshop on 2D Materials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 九州大学グローバルイノベーションセンター(吾郷研究室)

    • URL

      http://www.gic.kyushu-u.ac.jp/ago/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-07-26   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi