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含フッ素コンポジット類をキーとした水中有機微量汚染物質の高効率除去システムの創出

研究課題

研究課題/領域番号 19K05027
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26030:複合材料および界面関連
研究機関弘前大学

研究代表者

澤田 英夫  弘前大学, 理工学研究科, 客員研究員 (50259909)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード含フッ素オリゴマー / コンポジット / 超親油/超撥水 / 選択的除去 / 含フッ素芳香族化合物 / 有機汚染物質 / 排水 / マグネタイト / 超親油・超撥水性 / 砂粒子 / FE-SEM / EDXマッピング / 除去 / モノリス型コンポジット / シリコーンゴム / リポゲル / マグネタイト粒子 / シクロデキストリンポリマー / μサイズシリカゲル粒子 / リサイクル / 含フッ素コンポジット / 超撥水・超親油性 / 水中有機汚染物質 / 除去システム
研究開始時の研究の概要

本研究は、水中の有機微量汚染物質を瞬時にかつ高効率で除去しうる種々の超親油/超撥水性を示す含フッ素コンポジット類の開発を先ず行う。次いで、これら一連の含フッ素コンポジット類による種々の水中に存在する有機微量汚染物質の除去率と含フッ素コンポジット類の構造との関係について詳細に検討を行い、有機汚染物質の除去率が定量的(除去率:100 %)となり得る実験系を明確にさせる。さらに本研究課題では、これら実験系における含フッ素コンポジット類の繰り返し特性についても検討を行い、繰り返し特性の高いシステムの創出を図る。

研究成果の概要

本研究では、超親油・超撥水性を示す一連の含フッ素オリゴマーコンポジット類をキーマテリアルとした水中の有機微量汚染物質を瞬時にかつ高効率に除去しうる吸着剤さらにはそのシステムの開発を行なった。これら一連のコンポジット類おいて、マグネタイトユニットを新たに組み込ませたコンポジットを用いることにより、水中に存在する微量フッ素系芳香族化合物を永久磁石の作用により、高選択的かつ容易に除去できた。興味深いことに、含フッ素オリゴマー/砂コンポジットを用いることにより水中に存在する微量芳香族フッ素化合物をより高効率・高選択的で除去しうるシステムが構築できることも明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

残留性有機汚染物質は工場排水を通し河川さらには海へも排出されるため、これら汚染物質の除去は極めて重要な地球ベースでの環境問題となっている。従って、水中の有機微量汚染物質を瞬時にかつ定量的に、さらには簡便に除去しうる新規な吸着剤の開発が急務となっている。このような状況下において本研究により開発された含フッ素コンポジット類、特に含フッ素マグネタイトコンポジットはこのような地球ベースでの環境問題に対応した微量有機汚染物質、特に微量有機フッ素化合物を高効率かつ瞬時に、さらには簡便に除去できるものであり、よりクリーンな生活環境を構築しうる材料となることが確信される。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 3件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 6件、 招待講演 10件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] S. Kongparakul/Thammasat University(タイ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] フッ素系高分子ナノ粒子の調製と応用2023

    • 著者名/発表者名
      澤田英夫
    • 雑誌名

      CSJカレントレビュー (化学同人)

      巻: 45号

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facile Preparation of Fluoroalkyl End-Capped Vinyltrimethoxysilane Oligomer/Sand Composites Possessing Superoleophilic/Superhydrophobic Characteristic: Application to Oil/Water Separation and Selective Removal of Fluorinated Aromatic Compounds from Aqueous Methanol Solution2022

    • 著者名/発表者名
      H. Sawada, K. Tono, and K. Yamashita
    • 雑誌名

      Open J. Composite Mater.

      巻: 12 号: 01 ページ: 56-71

    • DOI

      10.4236/ojcm.2022.121005

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Wettability Control between Oleophobic/Superhydrophilic and Superoleophilic/Superhydrophobic Characteristics on the Modified Surface Treated with Fluoroalkyl End-Capped Oligomers/Micro-Sized Polystyrene Particle Composites2022

    • 著者名/発表者名
      H. Sawada, K. Arakawa, and Y. Aomi
    • 雑誌名

      Open J. Composite Mater.

      巻: 12 号: 01 ページ: 41-55

    • DOI

      10.4236/ojcm.2022.121004

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation and Applications of Two Fluoroalkyl End-capped Vinyltrimethoxysilane Oligomeric Composites Possessing Superoleophilic/Superhydrophobic Characteristic: A Review2022

    • 著者名/発表者名
      H. Sawada
    • 雑誌名

      J. Coat. Technol. Res.

      巻: - 号: 3 ページ: 741-756

    • DOI

      10.1007/s11998-021-00598-3

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and Applications of Fluoroalkyl End-capped Vinyltrimethoxysilane Oligomeric Silica/Chemically Modified Cellulose Fibers Composites2021

    • 著者名/発表者名
      H. Sawada, S. Yamamoto, K. Tono, and K. Yamashita
    • 雑誌名

      Polym. Polym. Compos.

      巻: 29 号: 9_suppl ページ: S211-S222

    • DOI

      10.1177/0967391121992923

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facile Preparation and Application of Fluoroalkyl End-capped Vinyltrimethoxysilane Oligomer/Methyltrimethoxysilane Nanocomposite Lipogels Possessing Superoleophilic/Superhydrophobic Characteristic2021

    • 著者名/発表者名
      K. Yamashita, S. Sasahara, and H. Sawada
    • 雑誌名

      Colloid Polym. Sci.

      巻: 299 号: 4 ページ: 637-648

    • DOI

      10.1007/s00396-020-04781-7

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facile Preparation of Fluoroalkyl End-capped Vinyltrimethoxysilane Oligomer/α,ω-Dihydroxy-Terminated Poly(dimethylsiloxane) Composite Rubber: Application to Effective Removal of Fluorinated Aromatic Compound from Aqueous Methanol Solution by Fluoroalkylated Silicone Composite Rubber2021

    • 著者名/発表者名
      K. Yamashita, T. Yokouchi, and H. Sawada
    • 雑誌名

      J. Coat. Technol. Res.

      巻: 18 号: 1 ページ: 63-73

    • DOI

      10.1007/s11998-020-00382-9

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective Removal of Radical Polymerizable Monomers from Aqueous Methanol Solutions by Fluoroalkyl End-capped Vinyltrimethoxysilane Oligomer Composites2020

    • 著者名/発表者名
      H. Sawada, T. Morimoto, N. Douya, and J. Suzuki,
    • 雑誌名

      Mater. Technol.

      巻: 38 ページ: 85-96

    • NAID

      40022475031

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and Applications of Wettability-Controlled Fluoroalkyl End-Capped Oligomer/Cellulose Nanofiber Composites2020

    • 著者名/発表者名
      H. Sawada, Y. Endo, and Y. Oikawa
    • 雑誌名

      J. Composite Mater.

      巻: 55 号: 5 ページ: 609-623

    • DOI

      10.1177/0021998320951602

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Monolithic Fluoroalkyl End-capped Vinyltrimethoxysilane Oligomer/Methyltrimethoxysilane/Magnetite Composites: Application to Selective Removal of Fluorinated Aromatic Compounds from Aqueous Methanol Solution under Magnetic Field2020

    • 著者名/発表者名
      K. Yamashita, S. Sasahara, and H. Sawada
    • 雑誌名

      Composites Part C: Open Access

      巻: 1 ページ: 100003-100003

    • DOI

      10.1016/j.jcomc.2020.100003

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation of Fluoroalkyl End-capped Vinyltrimethoxysilane Oligomer/Micro-sized Silica Composites Possessing Superoleophilic/Superhydrophobic Characteristic: Application to Selective Removal of Aromatic Compounds from Aqueous Methanol Solution by Using These Composites2020

    • 著者名/発表者名
      H. Sawada, M. Chiba, G. Honma, K. Yamashita, and J. Suzuki
    • 雑誌名

      J. Sol-Gel Sci. Technol.

      巻: 96 号: 3 ページ: 636-648

    • DOI

      10.1007/s10971-020-05351-7

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フッ素の凝集効果が活かされた新しいフッ素系高分子コンポジット類の調製とその応用2020

    • 著者名/発表者名
      澤田英夫
    • 雑誌名

      C & I Commun.

      巻: 45 ページ: 29-32

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Amorphous Low Molecular Weight Aromatic Compounds Possessing No Weight Loss Behavior in Fluoroalkyl End-capped Vinyltrimethoxysilane Oligomeric Silica/Hexagonal Boron Nitride Nanocomposites even after Calcination at 800 oC2020

    • 著者名/発表者名
      J. Saengkaew, T. Ogasawara, K. Yamashita, S. Kongparakul, M. Nishida, and H. Sawada
    • 雑誌名

      J. Coat. Technol. Res.

      巻: - 号: 4 ページ: 1053-1064

    • DOI

      10.1007/s11998-020-00331-6

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fabrication of cotton fabric with superoleophilic/superhydrophobic characteristic on the modified surface by using fluoroalkyl end-capped vinyltrimethoxysilane oligomeric silica/triazine derivative nanocomposites2020

    • 著者名/発表者名
      K. Yamashita, A. Yasukawa, H. Sawada
    • 雑誌名

      Coatings

      巻: 10(2) 号: 2 ページ: 174-174

    • DOI

      10.3390/coatings10020174

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Controlled Surface Modification of Poly(methyl methacrylate) Film by Fluoroalkyl End-capped Vinyltrimethoxysilane Oligomeric Silica/Hexagonal Boron Nitride Nanocomposites2020

    • 著者名/発表者名
      J. Saengkaew, T. Ogasawara, K. Yamashita, S. Okada, S. Kongparakul, M. Nishida and H. Sawada
    • 雑誌名

      J. Coat. Technol. Res.

      巻: - 号: 3 ページ: 643-655

    • DOI

      10.1007/s11998-019-00261-y

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Preparation and Properties of Fluoroalkyl End-capped 2-Acrylamido-2 methylpropanesulfonic Acid Oligomer/Poly(vinyl alcohol) Composite Film2020

    • 著者名/発表者名
      S. Katayama, M. Yasuta, and H. Sawada
    • 雑誌名

      J. Coat. Technol. Res.

      巻: 17 号: 1 ページ: 219-230

    • DOI

      10.1007/s11998-019-00259-6

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Fluoroalkyl End-capped Vinyltrimethoxysilane Oligomeric Silica/Magnetite Composites - Application to Separation of Oil and Water2019

    • 著者名/発表者名
      K. Yamashita, S. Okada, and H. Sawada
    • 雑誌名

      Coll. Surface A, Physicochem. Eng. Asp.

      巻: 581 ページ: 123668-123668

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2019.123668

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Fluoroalkyl End-Capped Oligomers/Hexagonal Boron Nitride Nanocomposites Possessing No Weight Loss Behavior in Nanocomposites Even after Calcination at 800℃2019

    • 著者名/発表者名
      Saengkaew Jittraporn、Ogasawara Takahumi、Yamashita Katsumi、Kongparakul Suwadee、Sawada Hideo
    • 雑誌名

      Open Journal of Composite Materials

      巻: 09 号: 02 ページ: 72-98

    • DOI

      10.4236/ojcm.2019.92004

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 含フッ素オリゴマー/マイクロサイズポリスチレン 粒子コンポジット類の表面濡性制御とその応用2022

    • 著者名/発表者名
      澤田英夫
    • 学会等名
      日本フッ素化学会 第6回産学連携部会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 含フッ素オリゴマーコンポジットによる種々の有機化合物の吸着2022

    • 著者名/発表者名
      澤田英夫、鈴木純一
    • 学会等名
      第66回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of Fluorinated Oligomeric Silica/Magnetite Composites: Application to Selective Removal of Fluorinated Aromatic Compounds from Aqueous Solution under Magnetic Field2022

    • 著者名/発表者名
      Hideo Sawada, Seigo Okada, and Katsumi Yamashita
    • 学会等名
      Pacific Rim Symposium on Surfaces, Coatings & interfaces 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 含フッ素オリゴマー/マグネタイトコンポジット類の開発とその機能開発2022

    • 著者名/発表者名
      澤田 英夫
    • 学会等名
      群馬大学F-マテリアル第3回研究会(On-Line)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超親油/超撥水性を示す含フッ素オリゴマーコンポジット類の調製と応用2021

    • 著者名/発表者名
      澤田 英夫
    • 学会等名
      第17回フッ素相模セミナー(On-Line)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フルオロアルキル基含有オリゴマー/セルロースファイバーコンポジット類の調製と応用2021

    • 著者名/発表者名
      澤田 英夫
    • 学会等名
      日本フッ素化学会第3回産学連携部会 (On-Line)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Preparation and Applications of Fluoroalkyl End-Capped Oligomeric Silica/Cellulose Fiber Composites2021

    • 著者名/発表者名
      H. Sawada and Y. Yamamoto
    • 学会等名
      POLY-CHAR - VENICE 2021 (On-Line)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Preparation and Applications of Two Fluoroalkyl End-Capped Oligomeric Composites2021

    • 著者名/発表者名
      H. Sawada
    • 学会等名
      APSMR (Asia Pacific Society for Materials Research) 2021 Annual Meeting (On-Line)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] フルフルオロアルキル基含有オリゴマー/オタワサンドコンポジットの調製とその応用2021

    • 著者名/発表者名
      遠野華子・山下 黄・澤田英夫
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 含フッ素オリゴマー/マグネタイトコンポジット類の開発とその応用展開2020

    • 著者名/発表者名
      澤田 英夫
    • 学会等名
      2020年度精密工学会東北支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] モノリス型フルオロアルキル基含有ビニルトリメトキシシランオリゴマー/メチルトリメトキシシラン/マグネタイトタイトコンポジットの調製: 水系からの含フッ素芳香族化合物の選択的除去剤への応用2020

    • 著者名/発表者名
      山下 黄・笹原 松平・澤田 英夫
    • 学会等名
      第43回フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] フルオロアルキル基含有ビニルトリメトキシシランオリゴマー/ α, ω-ジヒドロキシポリ(ジメチルシロキサン)コンポジットゴムの調製と応用2020

    • 著者名/発表者名
      山下 黄・ 横内 大雅・ 澤田 英夫
    • 学会等名
      2020高分子学会東北支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 超親油/超撥水性を示すフルオロアルキル基含有オリゴマー/マイクロシリカコンポジット類による水中からの低分子芳香族フッ素化合物の選択的除去2020

    • 著者名/発表者名
      本間元太・澤田 英夫
    • 学会等名
      材料技術研究協会討論会2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] フルオロアルキル基含有オリゴマー/マイクロシリカコンポジット類による種々の微量有機フッ素化合物の水中からの選択的な吸着2020

    • 著者名/発表者名
      澤田英夫
    • 学会等名
      日本学術振興会フッ素化学155委員会第119回研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フルオロアルキル基含有ビニルトリメトキシシランオリゴマー/ メチルトリメトキシシラン/マグネタイトコンポジットの調製: 水中からの種々の芳香族化合物の除去への応用2020

    • 著者名/発表者名
      山下 黄, 澤田 英夫
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation and Applications of Fluoroalkyl End-Capped Oligomeric Composites2019

    • 著者名/発表者名
      H. Sawada
    • 学会等名
      Fluoropolymers: Research, Production Problems, New Applications
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Preparation of Fluoroalkyl End-Capped Oligomeric Silica/Cellulose Nanofiber Composites - Application to Separation of Oil and Water2019

    • 著者名/発表者名
      H. Sawada, Y. Endo, and Y. Oikawa
    • 学会等名
      The 18th Asian Chemical Congress
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Preparation of Fluoroalkyl End-capped Oligomer/Magnetite Nanocomposites - Application to Water/Oil Separation2019

    • 著者名/発表者名
      H. Sawada, S. Okada, and K. Yamashita
    • 学会等名
      22nd International Conference on Composite Materials
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Opportunities for Fluoropolymers: Synthesis, Characterization, Processing, Simulation and Recycling (Chapter 7: Preparation and Applications of Fluoroalkyl End-capped Oligomeric Composites)2020

    • 著者名/発表者名
      H. Sawada
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      9780128219669
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 弘前大学大学院理工学研究科澤田研究室

    • URL

      http://www.st.hirosaki-u.ac.jp/~fsaw/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 弘前大学大学院理工学研究科 澤田研究室 [研究業績書(報文)]

    • URL

      http://www.st.hirosaki-u.ac.jp/~fsaw/work/originalpaper/originalpaper.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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