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硝酸イオン汚染地下水の浄化に真に貢献する亜鉛添加ニッケル触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H01780
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分27030:触媒プロセスおよび資源化学プロセス関連
研究機関北海道大学

研究代表者

神谷 裕一  北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (10374638)

研究分担者 大友 亮一  北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (10776462)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2018年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
キーワード地下水汚染 / 硝酸態窒素 / 担持ニッケル触媒 / 助触媒添加 / Zn添加効果 / 担持Ni触媒 / 反応速度論解析 / 汚染地下水浄化 / 硝酸イオン / 助触媒 / 亜鉛 / 水中硝酸イオン還元 / 担体効果 / 助触媒効果 / 地下水浄化 / ニッケル触媒 / ヒドロキシルアミン / 不動態膜 / 亜鉛添加
研究成果の概要

担持ニッケル触媒はたとえ短時間であっても空気に曝露されると触媒活性を失うため、触媒性能を最大に発揮させるためには水中硝酸イオン還元反応の反応系中からの空気の徹底的な排除を必要とした。水中硝酸イオン還元反応に対する担持ニッケル触媒の触媒性能は、ニッケルを担持する担体および助触媒の影響を強く受けた。アルミナを担体に用い、ニッケルに対して原子比0.04等量の亜鉛を添加した担持ニッケル触媒が、水中硝酸イオン還元反応に対して高い活性を示し、望ましくないアンモニアの生成を抑制することが見出された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

貴重な水資源である地下水の硝酸イオンによる汚染が日本を含め世界各地で問題になっている。本研究の成果は、汚染地下水を浄化する有望な技術の一つである触媒反応による水中硝酸イオン水素化分解に関するものであり、この反応に対して飲用に望ましくないアンモニアの生成を大きく抑制し、かつ安価な触媒を提供するための基盤技術を提供する。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Catalytic reduction of nitrate in water over alumina-supported nickel catalyst toward purification of polluted groundwater2020

    • 著者名/発表者名
      Kobune Marina、Takizawa Dai、Nojima Jun、Otomo Ryoichi、Kamiya Yuichi
    • 雑誌名

      Catalysis Today

      巻: in press ページ: 204-211

    • DOI

      10.1016/j.cattod.2020.01.037

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 水中硝酸イオン還元反応に活性を示す担持ニッケル触媒への亜鉛添加効果2021

    • 著者名/発表者名
      小口幸子、小船茉理奈、大友亮一、神谷裕一
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2021年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Catalytic reduction of nitrate in water over alumina-supported nickel catalyst2019

    • 著者名/発表者名
      Marina Kobune, Dai Takizawa, Jun Nojima, Ryoichi Otomo, Yuichi Kamiya
    • 学会等名
      17th Korea-Japan Symposium on Catalysis
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 担持ニッケル触媒による水中硝酸イオン還元反応の速度論解析2018

    • 著者名/発表者名
      小船茉理奈、瀧澤大、野島淳、大友亮一、神谷裕一
    • 学会等名
      第122回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 神谷研究室研究業績(2018年度)

    • URL

      https://www.ees.hokudai.ac.jp/ems/stuff/kamiya/html/research_accomplishment-2018.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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