| 研究課題/領域番号 |
21K17907
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 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
|
|---|
| 研究機関 | 東邦大学 |
|---|
研究代表者 |
今野 大輝 東邦大学, 理学部, 准教授 (40825832)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
中途終了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
|
|---|
| キーワード | 水質浄化 / 吸着除去 / 金属有機構造体 / 粒径制御 / 官能基修飾 / MOFs / ZIF-8 / UiO-66 / 多孔性錯体結晶 / MAF-6 / 環境浄化 / エレクトロスプレー / 界面活性剤 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
多孔性錯体結晶である金属有機構造体 (Metal-Organic Frameworks, MOFs) の水質浄化性能を顕在化させるためには、微粒子化や狭粒度分布化によって細孔内物質移動の制約を緩和させることが有効である。本研究ではフェムトリアクター法やサーファクタント法、あるいはその組み合わせによって、環境調和型の新たな形態制御合成法を提案し、単分散MOFs微粒子の創製に挑む。得られたMOFs結晶は水質浄化剤として展開し、工業排水中の難分解性有機化合物や、酸性坑廃水中の重金属イオンなどの有害汚染物質に対する吸着性能を明らかにしながら、新たな水質浄化剤としての提案を目指す。
|
| 研究成果の概要 |
多孔性錯体結晶の金属有機構造体（Metal-Organic Frameworks, MOFs）は、近年水質浄化剤などの液相吸着分離への応用に向けて期待されている。一方で水質浄化剤として適用するためには、結晶形状や粒子径などの形態制御や、骨格を構成する配位子への官能基導入による機能制御によって、吸着速度・吸着容量・選択性を向上させることが重要となる。そこで本研究では、亜鉛－イミダゾレート錯体のZIF-8とジルコニウム－テレフタレート錯体のUiO-66に焦点を当て、それぞれの水中重金属イオンと水中有機染料に対する吸着性能を検証しながら、結晶サイズの微小化や官能基修飾の効果を明らかにした。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究はMOFsの形態制御合成法や官能基修飾法を提案し、水質浄化剤としての応用を目指したものである。例えば界面活性剤による形態制御は常温常圧下の水溶液を合成場として利用しているため、環境負荷の小さな合成方法として期待できる。またソルボサーマル法による官能基修飾法は、基本的に配位子を各種誘導体を入れ替えるだけで合成可能なため、簡便な材料特性制御技術といえる。そのため、MOFsを社会実装する上で重要となる材料合成技術の基礎的な知見を獲得することができた。さらにMOFsの水質浄化剤としての可能性を検討した結果、各種水中汚染物質に対する吸着剤として高い性能を発揮することを明らかにできた。
|
