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太陽光を利用した水中細菌の新規光触媒処理システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18J20620
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 衛生学・公衆衛生学
研究機関筑波大学

研究代表者

LIU NA  筑波大学, 生命環境科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2020年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2019年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードPhotocatalyst / Glue immobilization / Water disinfection / Various bacteria / Disinfection mechanism / High stability / Visible-light-driven / Solar-light-driven / Gram-positive / Gram-negative
研究実績の概要

During the third fiscal year of my research, in order to test the practical application potential of the newly developed glue-immobilized P/Ag/Ag2O/Ag3PO4/TiO2 (PAgT) photocatalyst system for continuous-cycle sterilization, the study was carried out through the following three key points. (1) Evaluate the photocatalytic inactivation ability of the glue-immobilized PAgT photocatalyst for different kinds of pathogenic bacteria. (2) Investigate the stability and recyclability of the developed glue-immobilized photocatalyst reactor for the continuous-cycle water sterilization. (3) Clarify the disinfection mechanism involved during the immobilized PAgT photocatalyst system for the efficient water sterilization.
The result showed that the newly developed glue-immobilized PAgT photocatalyst system could effectively inactivate various pathogenic bacteria under light irradiation with excellent stability and reusability. The enhanced antibacterial performance of immobilized PAgT system was due to a synergistic effect of disinfection mechanism combining the improved photocatalysis on the introduction of heterojunction structure, and the mechanical stress driven from the composite sharp edge morphology. The present results reveal the possibility of applying the developed silicone glue-immobilized PAgT system for real water sterilization under solar light to further improve the public health level around the world, especially in the rural areas or at the time of disaster.

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 9件)

  • [雑誌論文] Sol-gel/hydrothermal two-step synthesis strategy for promoting Ag species modified TiO2-based composite activity towards H2 evolution under solar light.2021

    • 著者名/発表者名
      Zhu, Q., Liu, N., Ma, Q., Sharma, Aditya, Nagai, D., Sun, X., Zhang, C., Yang, Y. N.
    • 雑誌名

      Materials Today Energy.

      巻: 20 ページ: 100648-100648

    • DOI

      10.1016/j.mtener.2021.100648

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photon number based anaerobic digestion process for efficient bio-methane conversion from ammonium-rich feedstock: Performance evaluation and practical potential2021

    • 著者名/発表者名
      Zhu Yunxin、Zhang Nan、Liu Zhiyuan、Liu Na、Sharma Aditya、Chen Guoping、Yang Yingnan
    • 雑誌名

      Energy Conversion and Management

      巻: 238 ページ: 114155-114155

    • DOI

      10.1016/j.enconman.2021.114155

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PEG assisted P/Ag/Ag2O/Ag3PO4/TiO2 photocatalyst with enhanced elimination of emerging organic pollutants in salinity condition under solar light illumination.2020

    • 著者名/発表者名
      Sharma, Aditya, Liu, N., Ma, Q., Zheng, H. Y., Kawazoe, N., Chen, G., Yang, Y. N.
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal.

      巻: 385 ページ: 123765-123765

    • DOI

      10.1016/j.cej.2019.123765

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polyethylene glycol (PEG)-modified Ag/Ag2O/Ag3PO4/Bi2WO6 photocatalyst film with enhanced efficiency and stability under solar light2020

    • 著者名/発表者名
      Ma, Q., Hu, X., Liu, N., Sharma, Aditya, Zhang, C., Kawazoe, N., Chen, G., Yang, Y. N.
    • 雑誌名

      Journal of Colloid and Interface Science.

      巻: 569 ページ: 101-113

    • DOI

      10.1016/j.jcis.2020.02.064

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Layered Ag/Ag2O/BiPO4/Bi2WO6 heterostructures by two-step method for enhanced photocatalysis2020

    • 著者名/発表者名
      Hu Xiaohong、Ma Qiansu、Wang Xinlong、Yang Yingjun、Liu Na、Zhang Cheng、Kawazoe Naoki、Chen Guoping、Yang Yingnan
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis

      巻: 387 ページ: 28-38

    • DOI

      10.1016/j.jcat.2020.04.002

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superior disinfection effect of Escherichia coli by hydrothermal synthesized TiO2-based composite photocatalyst under LED irradiation: Influence of environmental factors and disinfection mechanism2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Na、Zhu Qi、Zhang Nan、Zhang Cheng、Kawazoe Naoki、Chen Guoping、Negishi Nobuaki、Yang Yingnan
    • 雑誌名

      Environmental Pollution

      巻: 247 ページ: 847-856

    • DOI

      10.1016/j.envpol.2019.01.082

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Solar-light-driven Photocatalyst for energy and environmental application2019

    • 著者名/発表者名
      Liu, N, Zhu Q., Zhang, N., Wang, J., Yang, Y. N.
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Photocatalytic disinfection of novel composites Ag/Ag2O/BiPO4/Bi2WO6 under solar light irradiation2021

    • 著者名/発表者名
      Ming, J., Liu, N., Ma, Q., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      第9回日本生物工学会東日本支部コロキウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Highly Efficient Inactivation of Harmful Pathogenic Bacteria by a Stable Visible-light-driven TiO2-based Photocatalyst2020

    • 著者名/発表者名
      Liu, N., Ma, Q., Sharma, A., Ming, J., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      Water and Environment Technology (WET) Conference 2020-online
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Effective Elimination of Seawater Pollutants Using Surfactant Modified Using TiO2-based Composite Under Solar Light Illumination2020

    • 著者名/発表者名
      Sharma, A., Liu, N., Ma, Q. S., Yano, M., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      Water and Environment Technology (WET) Conference 2020-online
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Photocatalytic Inactivation of Escherichia coli by Ag/Ag2O/BiPO4/Bi2WO6 under Solar Light Irradiation: Effect of Environmental Factors and Disinfection Mechanism2020

    • 著者名/発表者名
      Ming, J., Liu, N., Ma, Q. S., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      Water and Environment Technology (WET) Conference 2020-online
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Development of an Adjustable Solar Light Tracking Reactor for Superior Photocatalytic Wastewater Treatment2020

    • 著者名/発表者名
      Zhang, C., Liu, N., Ming, J., Ma, Q. S., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      Water and Environment Technology (WET) Conference 2020-online
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Efficient destruction of different pathogenic microorganisms by a novel visible-light-driven TiO2-based photocatalyst2020

    • 著者名/発表者名
      Liu, N., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      第 8 回日本生物工学会東日本支部コロキウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Solar-light-driven Water Splitting for Hydrogen Evolution by A Novel TiO2 Based Photocatalyst2020

    • 著者名/発表者名
      Liu, N., Ma, Q., Ming, J., Negishi, N., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      85th SCEJ Annual meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Characterization and Application of Non-ionic Surfactant Assisted TiO2 Based Composite for Enhanced Degradation of Organic Pollutant in Seawater2020

    • 著者名/発表者名
      Sharma A. Ma Q. S. Liu N. Zheng H., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      85th SCEJ Annual meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of High Performance Graphene Oxide Modified Bi2WO6 Based Photocatalyst for Wastewater Treatment2020

    • 著者名/発表者名
      Ma Q. S. Ming J. Liu N., Zhang C., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      85th SCEJ Annual meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Synergistic Effect of 3D Hierarchical Microsphere TiO2 by Carbon Doping for The Photocatalytic Antibiotic Degradation2020

    • 著者名/発表者名
      Sun X. Xu S. Liu N. Qi R., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      85th SCEJ Annual meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Different Inactivation Behaviors of Gram-Positive and Gram-Negative Bacteria in TiO2 Based Photocatalytic Disinfection2019

    • 著者名/発表者名
      Liu, N., Zhang, C., Nobuaki, N., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      71st Society for Biotechnology Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of Solar Driven Linear Fresnel Photocatalytic Reactor (LFP) for Wastewater Treatment2019

    • 著者名/発表者名
      Zhang, C., Liu, N., Ma, Q., Yagi, A., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      71st Society for Biotechnology Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Green Route for Hydrogen Evolution from Pure Water Splitting Induced by A Solar Light Responsive Photocatalyst2019

    • 著者名/発表者名
      Liu, N., Nagai, D., Qi, R., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      The 2019 International Postgraduate Academic Forum
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effective Wastewater Treatment with the Developed Liner Fresnel Photocatalytic reactor (LFP) Under Real Solar Light2019

    • 著者名/発表者名
      Zhang, C., Liu, N., Yagi, A., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      The 2019 International Postgraduate Academic Forum
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization and Application of PEG modified TiO2 Based Photocatalyst for Improving Degradation of Organic Pollutant in Seawater2019

    • 著者名/発表者名
      Sharma, A., Liu, N., Ma, Q., Zheng, H., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      The 2019 International Postgraduate Academic Forum
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Hydrothermal Synthesized Polyethylene Glycol Modified P/Ag/Ag2O/Ag3PO4/TiO2 Photocatalyst with Enhanced Photocatalytic Activity for Wastewater Treatment Under Visible Light Irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Yagi, A., Liu, N., Ma, Q., Zhang, C., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      The 2019 International Postgraduate Academic Forum
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Super-effective visible-light-induced photocatalytic water disinfection by a novel P/Ag/Ag2O/Ag3PO4/TiO2 composite and its mechanism2019

    • 著者名/発表者名
      Liu, N., Ma, Q., Zhang, C., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      International Conference on Environmental Protection and Climate Change 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Insights into photocatalytic inactivation mechanism of a novel hydrothermal synthesized P/Ag/Ag2O/Ag3PO4/TiO2 photocatalyst with superior bactericidal activity2019

    • 著者名/発表者名
      Liu, N., Ma, Q., Negishi, N., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      第7回日本生物工学会東支部コロキウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Continuous Bio-hydrogen Production by Iron-modified Zeolite Addition in Hybrid Fixed-bed Reactor2019

    • 著者名/発表者名
      Zhao, C. Y., Zhang, N., Zheng, H. Y., Liu, N., Sharma, A., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      The 53rd Annual Conference of JSWE
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Enhanced Photocatalytic Activity of Graphene Oxide Modified Visible-light-driven Photocatalysts for Organic Pollutant Degradation2019

    • 著者名/発表者名
      Gu, W., Ma, Q. S., Liu, N., Zhang, N., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      84th SCEJ Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of Linear Fresnel Photoreactor (LFP) for Water Purification Under Solar Light Irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Zhang, C., Liu, N., Ma, Q. S., Zhang, N., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      84th SCEJ Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Effective Treatment of Seawater Pollutants Under Simulated Solar Light Using Modified-TiO2 Photocatalyst2019

    • 著者名/発表者名
      Sharma, A., Liu, N., Zhang, N., Ma, Q. S., Zhao, C. Y., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      84th SCEJ Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of High Performance and Stability Bi2WO6 Based Photocatalytic Thin Film Doping with Polyethylene Glycol for Wastewater Treatment2019

    • 著者名/発表者名
      Ma, Q. S., Liu, N., Sharma, A., Zhang, N., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      84th SCEJ Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Photocatalytic Disinfection Performance in Gram-Negative/Gram-Positive Bacteria Mixed System by A Novel TiO2-Based Composite2019

    • 著者名/発表者名
      Liu, N., Ma, Q. S., Zhang, C., Sharma, A., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      84th SCEJ Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of The Photocatalytic Inactivation Between Two Model Microorganisms: Gram-Positive Enterococcus Sp. and Gram-Negative E. coli2018

    • 著者名/発表者名
      Liu, N., Zhu, Q., Zhang, N., Ma, Q. S., Negishi, N., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      The 11th Japan-China-Korea Graduate Student Forum
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Polyethylene Glycol Modified Bi2WO6-based Composite Photocatalytic Thin Film with High Photocatalytic Activity for Wastewater Treatment under Visible Light2018

    • 著者名/発表者名
      Ma, Q. S., Liu, N., Zhang, N., Sharma, A., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      The 11th Japan-China-Korea Graduate Student Forum
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Salinity on Degradation of Organic Pollutants in Seawater Using TiO2-Based Composite Photocatalyst2018

    • 著者名/発表者名
      Sharma, A., Zheng, H. Y., Liu, N., Zhao, C. Y., Zhang, N., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      The 11th Japan-China-Korea Graduate Student Forum
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigating the Effects of Bioreactor Design and Continuous Nutrition Release from Bed Material During the Hydrogen Fermentation2018

    • 著者名/発表者名
      Zhao, C. Y., Zhang, N., Zheng, H. Y., Liu, N., Yang, Y. N.
    • 学会等名
      The 11th Japan-China-Korea Graduate Student Forum
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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