| 研究課題/領域番号 |
21K12303
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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64030:環境材料およびリサイクル技術関連
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
林 滋生 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (20218572)
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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: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 環境浄化材料 / 天然ゼオライト / イオン吸着 / 電気泳動堆積法 / ジオポリマー法 / 堆積膜 / 固定化 / 耐剥離性 / 天然ゼオライト粉末 / 電気泳動堆積 / メタカオリン / カオリン鉱物 / 堆積膜の固定化 / 粒子特性 / 不純物 / 環境浄化 / 吸着材 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，全く新しいスタイルの環境浄化技術を実現するため，一体型でありながら微粒子が有する広い比表面積と高い吸着効率を備え，かつ高い液体透過性を有する新たな多孔質吸着材を提案する。
これを実現するため，天然ゼオライト微粉末をメタカオリン微粉末とともに基材表面に電気泳動体積（EPD）法によって堆積させ，そこへケイ酸モノマーを作用させ重合・固定化することにより，従来のものより耐剥離性を大幅に向上させたゼオライト微粒子堆積膜の作製を試みる。
本研究によってゼオライト膜形成の新たな手法が確立されれば，これをマクロに積層させることで，環境浄化技術に一石を投じる環境投入型吸着材料の実現が期待できる。
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| 研究成果の概要 |
広域環境浄化に利用できる多孔質で一体型の吸着材料を作製するため，電気泳動堆積（EPD）法ならびにジオポリマー法を利用した天然ゼオライト粉末の堆積・固定化膜の作製を試み，作製した膜の耐剥離性の向上のための手段について検討した。
固定化促進剤として原料の異なるメタカオリンの効果を比較し，不純物の種類（カオリン鉱物の有無）がEPD堆積量や膜の耐剥離性に及ぼす効果を明らかにした。また，未焼成のカオリンがEPD堆積速度や膜の耐剥離性についてメタカオリンを上回ることを示した。更に，EPD後に堆積膜を乾燥さずに固定化処理を行う「未乾燥法」に，固定化時の堆積膜の剥離を抑制する効果があることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的意義としては，高温による焼結が困難な無機物質である天然ゼオライト粉末の堆積・固定化膜を，エネルギー消費の少ない電気泳動堆積（EPD）法ならびにジオポリマー法によって作製するための手法を様々な方面から検討し，作製した膜の耐剥離性を従来より大きく向上させることができた点が挙げられる。
また社会的意義としては，環境中の汚染物質を高効率で吸着除去することができる大型で一体型の多孔質吸着剤を作製するための基礎技術について検討し，河川・湖沼などにおいて従来より広い領域において汚染物質を高効率に吸着・除去する環境浄化を行うための新しい技術の開発に貢献することができた点が挙げられる。
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