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固体触媒を用いた革新的毒物除去プロセスの実現に向けた学術的課題の解決

研究課題

研究課題/領域番号 18H03856
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分27:化学工学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

岸田 昌浩  九州大学, 工学研究院, 教授 (60243903)

研究分担者 山本 剛  九州大学, 工学研究院, 准教授 (20321979)
大島 一真  九州大学, 工学研究院, 助教 (60734275)
深井 潤  九州大学, 工学研究院, 教授 (20189905)
渡辺 隆行  九州大学, 工学研究院, 教授 (40191770)
梶原 稔尚  九州大学, 工学研究院, 教授 (10194747)
柘植 義文  九州大学, 工学研究院, 教授 (00179988)
松根 英樹  九州大学, 工学研究院, 助教 (10380586)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
45,110千円 (直接経費: 34,700千円、間接経費: 10,410千円)
2021年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2020年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2018年度: 26,130千円 (直接経費: 20,100千円、間接経費: 6,030千円)
キーワード毒物除去 / 亜ヒ酸酸化 / セレン酸還元 / 接触液相反応 / 反応機構解析 / プロセス解析 / 担持貴金属触媒
研究成果の概要

工場廃液に含まれる毒性金属イオンの処理工程で課題となっている水中での酸化/還元反応に対して,申請者らは担持貴金属触媒の利用が有効であることを見出した.これにより画期的な処理プロセスの構築が期待されるが,そのためには反応機構の解明と触媒の高性能化が必要で,またプラントの実現可能性も調べる必要があった.本研究ではそれらの課題に対して各種検討を行い,亜ヒ酸酸化の反応機構を解明するとともに,セレン酸還元触媒の飛躍的な長寿命化に成功した.さらに,亜ヒ酸酸化の反応速度が本研究の触媒反応速度でも実用性があり,それを用いたヒ素処理プロセスが現状のプロセスよりもトータルコストが低くなることがわかった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

人体への悪影響が大きい毒性金属イオンの処理法は,今後ますます重要になってくると考えられる.それに対して本研究は,固体触媒を用いた新たな処理法を提案し,またその実用化の可能性を検討したもので社会的意義は大きい.さらに,固体触媒を充填した反応器を用いるプロセスは,初期コストが大きくなるものの,低い運転コストによって比較的短期間の操業でトータルコストが従来プラントよりも低くなることがわかった.学術的意義としては,固体触媒上での水中での金属イオンの酸化・還元反応の反応機構を明らかにした点,およびセレン還元触媒の寿命を飛躍的に向上できた点である.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Treatment of Pyridine in Industrial Liquid Waste by Atmospheric DC Water Plasma2022

    • 著者名/発表者名
      Chengyuan DUAN, Manabu TANAKA, Masahiro KISHIDA, Takayuki WATANAB
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous Materials

      巻: - ページ: 128381-128381

    • DOI

      10.1016/j.jhazmat.2022.128381

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 湿り空気を用いた直接熱交換式ヒートポンプの発熱性能2022

    • 著者名/発表者名
      弘中秀至, 花木基史, WIJAYANTA Agung Tri, 深井 潤
    • 雑誌名

      日本冷凍空調学会論文集

      巻: 39 号: 1 ページ: 77

    • DOI

      10.11322/tjsrae.21-35DE_OA

    • NAID

      130008159876

    • ISSN
      1344-4905, 2185-789X
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 管型反応器を用いた亜ヒ酸の液相接触酸化反応の速度解析2021

    • 著者名/発表者名
      近藤弘偉, 大島一真, 山本 剛, 岸田昌浩
    • 学会等名
      化学工学会 第87会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヒドラジンによる担持白金触媒上でのセレン酸の水中還元反応2021

    • 著者名/発表者名
      小西絵里子, 大島一真, 居藤 恭吾, 山本 剛, 岸田昌浩
    • 学会等名
      化学工学会 第87会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 白金触媒を充填した管型反応器による亜ヒ酸の水中酸化反応2021

    • 著者名/発表者名
      近藤弘偉, 大島一真, 山本 剛, 岸田昌浩
    • 学会等名
      化学工学会 第52回秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 担持貴金属触媒上での亜ヒ酸の水中酸化機構の検討2021

    • 著者名/発表者名
      岸田昌浩,浦田誉幸,居藤恭吾,近藤弘偉,山本剛
    • 学会等名
      化学工学会第86年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 亜ヒ酸の水中酸化反応における担持貴金属触媒の役割2020

    • 著者名/発表者名
      浦田誉幸,居藤恭吾,山本剛,岸田昌浩
    • 学会等名
      化学工学会第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] セレン酸の水中還元反応における担持貴金属触媒の役割2020

    • 著者名/発表者名
      居藤恭吾,浦田誉幸,山本剛,岸田昌浩
    • 学会等名
      化学工学会第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 白金触媒による酸素供給下でのAs(Ⅲ)の水中酸化に対する反応速度論的解析2019

    • 著者名/発表者名
      浦田誉幸,松根英樹,山本 剛,岸田昌浩
    • 学会等名
      石油学会第62回年会 (P09)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 貴金属触媒によるセレン酸の水中ヒドラジン還元2019

    • 著者名/発表者名
      居藤恭吾,松根英樹,山本 剛,岸田昌浩
    • 学会等名
      石油学会第62回年会 (P22)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Catalytic oxidation of arsenite to arsenate over supported Pt catalysts for wastewater treatment2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro KISHIDA, Takayuki URATA, Hideki MATSUNE, Tsuyoshi YAMAMOTO
    • 学会等名
      Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering 2019 (APCChE2019)(H223)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 担持貴金属触媒上でのヒドラジンによるセレン酸の水中還元2019

    • 著者名/発表者名
      居藤恭吾,松根英樹,山本 剛,岸田昌浩
    • 学会等名
      石油学会第49回石油・石油化学討論会 (1G18)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 担持白金触媒上での亜ヒ酸水中酸化反応の速度解析2019

    • 著者名/発表者名
      浦田誉幸,松根英樹,山本 剛,岸田昌浩
    • 学会等名
      石油学会第49回石油・石油化学討論会 (1G19)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 白金触媒上でのセレン酸のヒドラジン還元反応2018

    • 著者名/発表者名
      岸田昌浩,趙 金仙,居藤恭吾,松根英樹,山本 剛
    • 学会等名
      化学工学会 第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 工場排熱で加熱した環境空気によるゼオライト粒子再生の可能性2018

    • 著者名/発表者名
      大賀誠志, 大野聡一郎, 弘中秀至, 深井 潤
    • 学会等名
      化学工学会 第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Efficient catalytic oxidation of As(III) with oxygen over Pt catalysts2018

    • 著者名/発表者名
      H.Matsune, J.Zhao, S.Takenaka, M.Kishida
    • 学会等名
      6th International Workshop on Process Intensification
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 担持貴金属触媒を用いたセレン酸の水中還元2018

    • 著者名/発表者名
      岸田昌浩,居藤恭吾,松根英樹,山本 剛
    • 学会等名
      化学工学会 第84年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] セレン(VI)化合物の還元方法、セレンの回収方法2020

    • 発明者名
      岸田昌浩,山本剛,居藤恭吾,浦田誉幸,浅野聡
    • 権利者名
      岸田昌浩,山本剛,居藤恭吾,浦田誉幸,浅野聡
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-136749
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-03-23  

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