| 研究課題/領域番号 |
19H02752
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
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| 研究機関 | 北見工業大学 |
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研究代表者 |
齋藤 徹 北見工業大学, 工学部, 教授 (40186945)
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| 研究分担者 |
林 英男 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 事業化支援本部技術開発支援部計測分析技術グループ, 上席研究員 (10385536)
近藤 寛子 北見工業大学, 工学部, 助教 (60700028)
安田 啓司 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (80293645)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2019年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
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| キーワード | 気液界面 / 薬物 / 分離 / 疎水相互作用 / 低環境負荷 / 水溶液 / 気泡 / 塩基性色素 / 塩基性薬物 / 排水処理 / 迅速精製 / 医療排水 / 染色排水 / 反応分離工学 / 低環境負荷プロセス / グリーン化学 / 色素 / 精製技術 / 薬物分離 / 水系反応 / フローテーション / 分子動力学 / ゼータ電位 / 汚染物質除去 / 反応工学 / 水系合成化学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
気液界面の溶媒特性を微量の混和性溶媒や塩により制御し、水中薬物の強力かつ選択的な捕捉場を生成させる方法論を得る。
① 界面修飾型薬物捕捉場の分光学・計算化学的溶媒特性評価と制御方法の確立
② 薬物含有医療・産業排水の高効率・低環境負荷型処理技術の開発
③ 薬物の迅速分離精製技術および分解・反応技術の開発
④ マイクロバブル技術による気液界面の高密度化と反応・分離効率の向上
からなる研究を実施し、薬物捕捉場を利用する分離や反応の基礎学術を確立し、薬物含有排水処理、薬物の分離精製、薬物の低環境負荷分解、薬物の水系合成化学を含む持続可能（高効率・低環境負荷）な水系反応分離工学を開拓する。
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| 研究成果の概要 |
色素や薬物の迅速分離技術としての気泡浮選法を設計した。この方法は底部に焼結ガラスフィルターを備えた円筒形のガラス容器内の水に少量のアルコールを加え、続いて空気を供給して気泡を生成させることにより実施した。 水中の塩基性色素および薬物は、水面に一時的に生成される泡に濃縮され、水から除去された。 分離効率は、アルコール濃度と炭素数の増加につれて増加した。これは気泡のサイズの減少、すなわち、気液界面積の増加により説明された。 気液界面への吸着の主要因は疎水相互作用であり、色素や薬物の疎水性が分離に影響することが分かった。 環境水と合成染色廃水を用いて、本法の排水処理技術としての適用性を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
薬物の分離のために様々な吸着材が開発されているが、薬物に対する選択性の他、吸着材の製造や再生・廃棄に伴う環境負荷が課題となっている。本研究では、薬物や気液界面に吸着する現象に着目し、空気（気泡）を吸着材として用いる分離技術の可能性が明らかになった。さらに、いくつかの化合物の分解反応が促進される現象も発見され、極めて環境負荷の小さい水系分離工学の基礎を開拓した。
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