| 研究課題/領域番号 |
19K20478
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
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| 研究機関 | 地方独立行政法人北海道立総合研究機構 |
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研究代表者 |
吉田 誠一郎 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 産業技術環境研究本部 工業試験場, 研究職員 (00806002)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 吸着 / 多孔質材料 / カーボンゲル / 色素 / 炭素材料 / 粉砕 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
活性炭などの多孔質炭素材料による水からの汚染物質の吸着除去・分離は、環境負荷を低減するために重要な技術である。一方で液相吸着を支配する因子の複雑性などから、その詳細なメカニズムの解明は不十分であった。そこで本研究では、吸着剤のモデルとして、多孔質炭素材料の一種であるカーボンゲルに着目した。カーボンゲルは、液相吸着を支配する細孔特性、表面特性、粒子径を制御可能であり、液相吸着のメカニズムを解明する上で理想的なモデル吸着剤である。本研究では、カーボンゲルをモデル吸着剤に、色素をモデル吸着質に用いた吸着実験により液相吸着のメカニズムの解明を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、液相吸着を支配する因子を制御可能な多孔質炭素材料のカーボンゲルをモデル吸着剤に、化学的特性のバリエーションが豊富な色素をモデル吸着質に用いた吸着実験により液相吸着のメカニズムの解明を目指した。異なる分子量を有する色素に対して、細孔径の異なるカーボンゲルを用いた液相吸着実験を行った結果、分子サイズによって色素が吸着する細孔の大きさが異なることが判明した。また、吸着速度はカーボンゲルの粒子径が小さいほど顕著に大きくなるが、平衡吸着量は粒子径に依存しないことが判明した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
液相吸着は色素の除去やエキスの脱色等の様々な分野で広く用いられているが、その現象が非常に複雑であり詳細なメカニズム解明は困難であった。本研究において、液相吸着の支配因子を自由に制御可能なカーボンゲルをモデル吸着剤に適用することで、液相吸着のメカニズムがより詳細に明らかになった。本成果を活用することで、合理的な液相吸着のプロセス設計や吸着剤の構造設計が可能になると考える。
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