| 研究課題/領域番号 |
21K12293
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
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 | 島根大学 |
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研究代表者 |
桑原 智之 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 教授 (10397854)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 含水酸化物 / 吸着 / フッ化物イオン / 陰イオン / 複合含水酸化物 / 水酸基 / 非晶質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
多種類のイオンが混在する地下水や温泉水から，ふっ素やほう素，砒素などの有害陰イオンを選択的に吸着する吸着剤を開発します。本研究では，3つの金属元素を基にした“三元素系複合含水酸化物（TMHOs：Ternary Mixed Hydrous Oxides）”の吸着容量の向上を目指します。有害陰イオンの吸着には，TMHOsの構造に含まれる水酸基（OH基）が重要な役割を果たしていると考えており，TMHOsが非晶質から結晶質へ移行するときに変化する水酸基の役割に注目して，吸着量を向上する手法を明らかにします。
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| 研究成果の概要 |
Si，Al，Mgが1：1：8で構成される複合含水酸化物（SAM118）の陰イオン吸着量を向上させることを目的に，結晶性の異なるSAM118試料を合成してフッ化物イオン吸着量を評価した。含水酸化物スラリーのエージング温度を変えると，60℃以上で水酸化マグネシウムが結晶化し，高温ほどフッ化物イオン吸着量が減少した。したがって，SAM118のフッ化物イオン吸着には非晶質水酸化マグネシウムの存在が重要であることが明らかとなった。一方，SAM118試料を構成するハイドロタルサイト様化合物の層間への塩化物イオンとのイオン交換はフッ化物イオン吸着の吸着機構ではないことが示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ありふれた元素を組み合わせることによって，安価で高性能な水処理用の吸着剤を開発することが本研究の目的です。研究対象のケイ素とアルミニウムとマグネシウムの複合含水酸化物は結晶質と不規則な非晶質を含んでおり，今回の研究でフッ化物イオンの吸着には非晶質な水酸化マグネシウムが重要な働きをすることが明らかになりました。今後，非晶質の金属含有量を増加させることで，現状以上に吸着量を増加させた吸着剤に改良できる可能性が示されました。
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