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感温性ポリマー/シリカ被覆磁性ナノ粒子の調製と重金属回収への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K11716
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分64030:環境材料およびリサイクル技術関連
研究機関創価大学

研究代表者

井田 旬一  創価大学, 理工学部, 教授 (20409783)

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
1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2018年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
キーワード感温性ポリマー / 磁性粒子 / 重金属回収 / 電解酸化法 / 誘導加熱 / シリカ被覆磁性ナノ粒子 / 重金属 / 有機無機複合材料 / 有機/無機複合材料 / 磁性ナノ粒子 / 有機 /無機複合材料
研究成果の概要

本研究では、低環境負荷、かつ吸脱着速度、及び、吸脱着量が大きく、再利用可能な感温性重金属吸着剤を開発した。本吸着剤では、吸着した重金属の脱着の際に通常用いられる酸などは必要なく、10-50℃の温度スウィング操作のみで重金属の回収が可能であった。また、その際の加熱について、溶液全体を加熱する必要はなく、吸着剤粒子の溶液からの迅速な分離を目的に使用したマグネタイトの誘導加熱特性を用いた局所加熱を応用することも可能であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって、低環境負荷、かつ、重金属回収性能の高い吸着剤が開発され、誘導加熱を用いるこれまでにない重金属回収法実現の可能性も示された。今後、この吸着剤と誘導加熱を組み合わせた新たな重金属イオン回収プロセスを実現できれば、メッキ工場排水、電子機器処理廃水、汚染土壌処理等へ幅広く応用可能と考えられる。また、これにより近年深刻になりつつある、廃棄物処分場の問題や資源枯渇の問題の解決に貢献できると期待される。

報告書

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

    (19件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] 電解酸化法を用いたシリカ被覆Fe3O4の調製におけるシリカ源濃度の影響評価と感温性ポリマー固定化への応用2021

    • 著者名/発表者名
      友永人志,林広大,松山達,井田旬一
    • 雑誌名

      粉体工学会誌

      巻: 58 号: 3 ページ: 111-118

    • DOI

      10.4164/sptj.58.111

    • NAID

      130008038502

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adsorption properties of poly(NIPAM-co-AA) immobilized on silica-coated magnetite nanoparticles prepared with different acrylic acid content for various heavy metal ions2021

    • 著者名/発表者名
      Tomonaga Hitoshi、Tanigaki Yuichi、Hayashi Kodai、Matsuyama Tatsushi、Ida Junichi
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Research and Design

      巻: 171 ページ: 213-224

    • DOI

      10.1016/j.cherd.2021.05.005

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of thermoresponsive copolymer/silica‐coated magnetite nanoparticle composite and its application for heavy metal ion recovery2020

    • 著者名/発表者名
      Tomonaga Hitoshi、Hayashi Kodai、Matsuyama Tatsushi、Ida Junichi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Polymer Science

      巻: 138 号: 17 ページ: 50303-50303

    • DOI

      10.1002/app.50303

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of immobilization method and particle size on heavy metal ion recovery of thermoresponsive polymer/magnetic particle composites2020

    • 著者名/発表者名
      Risako Sakai, Tatsushi Matsuyama, Junichi Ida
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects

      巻: 590 ページ: 124499-124499

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2020.124499

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A simple magnetite nanoparticle immobilized thermoresponsive polymer synthesis for heavy metal ion recovery2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Kodai、Matsuyama Tatsushi、Ida Junichi
    • 雑誌名

      Powder Technology

      巻: 355 ページ: 183-190

    • DOI

      10.1016/j.powtec.2019.07.007

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Characterization of Silica-Coated Fe3O4 Prepared Under Various Conditions Using Electrooxidation Method and Immobilization of Thermoresponsive Polymer2020

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Tomonaga, Kodai Hayashi, Tatsushi Matsuyama, Junichi Ida
    • 学会等名
      American Institute Chemical Engineering (AIChE) Annual Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 各種条件で調製したシリカ被覆Fe3Oの特性評価と感温性ポリマーの固定化2020

    • 著者名/発表者名
      友永人志, 林広大, 松山達, 井田旬一
    • 学会等名
      粉体工学会 2020年度春期研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 電解酸化法によるシリカ被覆Fe3O4ナノ粒子の調製と感温性ポリマー固定化への応用2020

    • 著者名/発表者名
      友永人志, 林広大, 井田旬一, 松山達
    • 学会等名
      化学工学会第51回秋期大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 感温性ポリマー/シリカ被覆Fe3O4複合体の調製と重金属イオン回収能の評価2020

    • 著者名/発表者名
      友永人志,林広大,松山達,井田旬一
    • 学会等名
      粉体工学会 2020年度秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Facile synthesis of polymer/magnetite nanoparticle composite2019

    • 著者名/発表者名
      Kodai Hayashi, Tatsushi Matsuyama and Junichi Ida
    • 学会等名
      The 18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress. (APCChE 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Thermoresponsive Copolymer Immobilized on Silica Coated Magnetite and Its Application for Heavy Metal Ions Recovery2019

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Tomonaga, Kodai Hayashi, Tatsushi Matsuyama, Junichi Ida
    • 学会等名
      The 18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress. (APCChE 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Facile synthesis of polymer/magnetite nanoparticle composite2019

    • 著者名/発表者名
      Kodai Hayashi, Junichi Ida and Tatsushi Matsuyama
    • 学会等名
      American Institute Chemical Engineering (AIChE) Annual Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Thermoresponsive Copolymer Immobilized on Silica Coated Magnetite and Its Application for Heavy Metal Ions Recovery2019

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Tomonaga, Kodai Hayashi, Tatsushi Matsuyama, Junichi Ida
    • 学会等名
      American Institute Chemical Engineering (AIChE) Annual Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電解酸化法によるシリカ被覆Fe3O4ナノ粒子の調製と感温性ポリマー固定化担体への応用2019

    • 著者名/発表者名
      友永人志, 松山達, 井田旬一
    • 学会等名
      粉体工学会 2019年度秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 感温性ポリマー固定化マグネタイトナノ粒子の合成と誘導加熱を用いた重金属イオン回収への応用2019

    • 著者名/発表者名
      林広大. 松山達. 井田旬一
    • 学会等名
      粉体工学会 2019年度秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] New materials development based on powder technology and their application for various environmental problems2019

    • 著者名/発表者名
      Junichi Ida
    • 学会等名
      2nd International Conference on Exhibition on Powder Technology Indonesia. (ICePTi 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Simple Synthesis Method of Thermoresponsive Polymer Immobilized Magnetite Nanoparticles for Heavy Metal Ions Recovery2018

    • 著者名/発表者名
      Kodai Hayashi, Junichi Ida and Tatsushi Matsuyama
    • 学会等名
      International Symposium on Chemistry and Materials Sciences(ISCM) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Simple Synthesis Method of Thermoresponsive Polymer Immobilized Magnetite Nanoparticles for of Heavy Metal Ions Recovery2018

    • 著者名/発表者名
      12.Kodai Hayashi, Junichi Ida and Tatsushi Matsuyama
    • 学会等名
      2018 American Institute of Chemical Engineering (AIChE) Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 重金属イオン回収能を有する感温性ポリマー修飾マグネタイトナノ粒子合成法の簡略化2018

    • 著者名/発表者名
      林広大, 井田旬一, 松山達
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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