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ナノジオサイエンスに基づく環境材料の探索と創出

研究課題

研究課題/領域番号 22246117
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 地球・資源システム工学
研究機関九州大学

研究代表者

笹木 圭子  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30311525)

研究分担者 平島 剛  九州大学, 工学研究院, 教授 (00175556)
所 千晴  早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (90386615)
沖部 奈緒子  九州大学, 工学研究院, 准教授 (30604821)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
39,520千円 (直接経費: 30,400千円、間接経費: 9,120千円)
2011年度: 20,800千円 (直接経費: 16,000千円、間接経費: 4,800千円)
2010年度: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
キーワードナノジオサイエンス / 環境材料 / 生体鉱物 / 焼成 / 金属酸化物 / 固体塩基 / 結晶性
研究概要

ターゲットイオンを新興汚染物質および放射性核種スロゲートに絞り、フッ素(F^-)、ホウ素(H_3BO_3)、Sr^<2+>についての活性物質として、Geo-Mimetic Materialsからそれぞれ、動物骨材由来のハイドロキシアパタイト、マグネサイト由来の酸化マグネシウム、微生物が合成したマンガン酸化物を選定した。まず、改質条件によってそれぞれの活性物質のキャラクタリゼーションをXRD、XAFS/EXAFS、SEM-EDX、XPS、TEM、CO_2-TPD、比表面積測定、Raman、FTIRなどの組み合わせによりおこなった。フッ素(F^-)、ホウ素(H_3BO_3)の捕捉材として選定したマグネサイト由来の酸化マグネシウムでは、焼成条件によって、固体塩基特性が変化し、水圏におけるフッ素(F^-)、ホウ素(H_3BO_3)の捕捉容量に影響を与えていることが分かった。フッ素(F^-)、ホウ素(H_3BO_3)の酸化マグネシウムによる捕捉機構が崩壊的収着であることから、固体の表面積の大きさよりも、固体塩基特性が重要なファクターとなっていることを見出した。また、Sr^<2+>の捕捉材として選定した動物骨材由来のハイドロキシアパタイトでは、やはり焼成条件によって、純度および結晶性が向上し、これらによって単位表面積当たりのイオン交換容量が増大することを見出した。これらの結果から、ミクロ領域の特性ではなく、ナノ領域特性が、水圏での稀元素との反応に影響を及ぼしていることを複数の事例にもとづき明らかにしたといえる。微生物が合成したマンガン酸化物それ自身は低結晶性層状バーネサイトに近く、自然界では生物酸化の過程で、種々の重金属を取り込み、バーネサイトに対する単純な吸着ではなく、共沈や共吸着に近い。それにより、単純な吸着以上の重金属取り込み量が得られており、微生物が合成した低結晶性層状バーネサイト中の空隙のサイト数が多く、Mn(III)含有率が低いほど、重金属取り込み量が大きくなることをEXAFS解析より明らかにした。

報告書

(1件)
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (26件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Effect of Saw Dusts on Borate Removal from Groundwater in Bench-scale Simulation of Permeable Reactive Barriers Including Magnesium Oxide2011

    • 著者名/発表者名
      Keiko Sasaki, Hitoshi Takamori, Sayo Moriyama, Hitoshi Yoshizaka, Tsuyoshi Hirajima
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous Materials

      巻: 185 ページ: 1440-1447

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectroscopic Study on Oxidative Dissolution of Chalcopyrite, Enargite and Tennantite at Different pHs2010

    • 著者名/発表者名
      Keiko SASAKI, Koichiro TAKATSUGI, Kazuhiro ISHIKURA, Tsuyoshi HIRAJIMA
    • 雑誌名

      Hydrometallurgy

      巻: 100 ページ: 144-151

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biooxidation and Precipitation for Iron and Sulfate Control in Heap Bioleaching Waste Streams2010

    • 著者名/発表者名
      Pauliina NURMI, Bestamin OZKAYA, Keiko SASAKI, Anna H.KAKSONEN, M.-R.Riekkola-VANHANEN, Olli H.TUOVINEN, Jaakko A.PUHAKKA
    • 雑誌名

      Hydrometallurgy

      巻: 101 ページ: 7-14

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Processes Controlling the Geochemical Constituents in Deep Groundwater in Bangladesh : Spatial Variability on Arsenic and Boron Enrichment2010

    • 著者名/発表者名
      Abdul M.HALIM, Ratan. K.MAJUMDER, S.A.NESSA, Yoshinari HIROSHIRO, Keiko SASAKI, Bidyut. B.SAHA, A.SAEPULOH, Kenji JINNO
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous Materials

      巻: 180 ページ: 50-62

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adhesion of Ferroplasma acidiphilum onto Pyrite Calculated from the Extended DLVO Theory Using the Van Oss-Good-Chaudhury Approach2010

    • 著者名/発表者名
      Mohsen FARAHAT, Tsuyoshi HIRAJIMA, Keiko SASAKI
    • 雑誌名

      Journal of Colloid & Interface Science

      巻: 349 ページ: 594-601

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Secondary Arsenic-Bearing Precipitates Formed in the Bioleaching of Enargite by Acidi thiobacillus ferrooxidans2010

    • 著者名/発表者名
      Keiko SASAKI, Koichiro TAKATSUGI, Kenji KANEKO, Naofumi KOZAI, Toshihiko OHNUKI, Olli H.TUOVINEN, Tsuyoshi HIRAJIMA
    • 雑誌名

      Hydrometallurgy

      巻: 104 ページ: 424-431

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Trace Metals in Water and Sediment from Coal Mine Discharge Canal in the Boropukuria, Bangladesh : Mobility and Environmental Significance Assessment2010

    • 著者名/発表者名
      Abdul M.HALIM, R.K.MAJUMDER, S.A.NESSA, Y.HIROSHIRO, Keiko SASAKI, B.B.SAHA, A.SAEPULOH, Kenji JINNO
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous Materials

      巻: 180 ページ: 50-62

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] バイオマイニング-微生物による金属資源開発2011

    • 著者名/発表者名
      沖部奈緒子、笹木圭子、平島剛
    • 学会等名
      農芸化学会大会シンポジウム
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2011-03-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Application of Mg-Al and Mg-Fe Mixed Oxides to Removal of Fluoride and Borate2010

    • 著者名/発表者名
      Sayo MORIYAMA, Keiko SASAKI, Tsuyoshi HIRAJIMA
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology 2010 (CINEST2010)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2010-12-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Magnesia as a Reusable Sorbent for Fluoride2010

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki FUKUMOTO, Keiko SASAKI, Sayo MORIYAMA, Tsuyoshi HIRAJIMA
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology 2010 (CINEST2010)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2010-12-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Arsenic Immobilization by Zero Valent Iron : Numerical Modeling and Experimental Study2010

    • 著者名/発表者名
      Osama Eljamal, Keiko SASAKI, Tsuyoshi HIRAJIMA
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology 2010 (CINEST2010)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2010-12-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Preferential Leaching of Cu in Bioleaching of Enargite by Acidianus brierleyi2010

    • 著者名/発表者名
      Koichiro TAKATSUGI, Keiko SASAKI, Tsuyoshi HIRAJIMA
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology 2010 (CINEST2010)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2010-12-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Sorption Behavior of Sr2+ and Co2+ as a Radionuclide Surrogate on Hydroxyapatite from Fish Bone Calcined at Different Temperatures2010

    • 著者名/発表者名
      Shoichi TSURUYAMA, Keiko SASAKI, Tsuyoshi HIRAJIMA
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology 2010 (CINEST2010)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2010-12-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Bacterial and Fungal Community Structure in Manganese Oxide Deposits in Sanbe Hot Spring in Shimane, Japan2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Uejima, Atsushi Sakamoto, Keiko SASAKI, Tsuyoshi HIRAJIMA, Junichiro Ishibashi
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology 2010 (CINEST2010)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2010-12-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Concurrent Transformation of Mn2+ and Removal of Zn2+ Using a Mn- Oxidizing Fungus Paraconiothyrium Sp.Wl-2 at pH 6.52010

    • 著者名/発表者名
      Qianqian YU, Keiko SASAKI, Tsuyoshi HIRAJIMA
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology 2010 (CINEST2010)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2010-12-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] フッ化物イオンの繰り返し収着材としてのマグネシアの合成法の検討2010

    • 著者名/発表者名
      福本直恭、笹木圭子、森山紗好、平島剛
    • 学会等名
      資源・素材学会秋季大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2010-09-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] An Application of Permeable Reactive Barrier Technology for Arsenic Removal from Groundwater Using Zero-Valent Iron : Column Experiment and Numerical Simulation2010

    • 著者名/発表者名
      Osama Eljamal, Keiko SASAKI, Tsuyoshi HIRAJIMA
    • 学会等名
      資源・素材学会秋季大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2010-09-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 異なる焼成温度により生成した魚骨由来のHydroxyapatiteによる放射性核種スロゲートCo2+,Sr2+の収着挙動2010

    • 著者名/発表者名
      鶴山祥一、笹木圭子、平島剛
    • 学会等名
      資源・素材学会秋季大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2010-09-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 好熱性鉄酸化菌によるenargiteのバイオリーチングの最適化2010

    • 著者名/発表者名
      Koichiro TAKATSUGI、Keiko SASAKI、Tsuyoshi HIRAJIMA
    • 学会等名
      資源・素材学会秋季大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2010-09-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 島根県三辺温泉におけるマンガン堆積物へのマンガン酸化バクテリア・真菌の寄与2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Uejima, Atsushi Sakamoto, Keiko SASAKI, Tsuyoshi HIRAJIMA、Junichiro Ishibashi
    • 学会等名
      資源・素材学会秋季大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2010-09-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Mg-Al系複合酸化物を用いた水溶液中のホウ素除去2010

    • 著者名/発表者名
      Sayo MORIYAMA, Keiko SASAKI, Tsuyoshi HIRAJIMA
    • 学会等名
      資源・素材学会秋季大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2010-09-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Structural Characterization of Biogenic Mn Oxide Produced by Paraconiothyrium sp.WL-2 at pH 6.5 : Compared with Synthetic Analogues2010

    • 著者名/発表者名
      Qianqian YU, Keiko SASAKI, Takuya KASEYAMA, Tsuyoshi HIRAJIMA
    • 学会等名
      資源・素材学会秋季大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2010-09-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Some Approaches to Enhance the Bioleaching of Enargite2010

    • 著者名/発表者名
      Keiko SASAKI, Koichiro TAKATSUGI, Tsuyoshi HIRAJIMA
    • 学会等名
      Proc.International Mineral Processing Congress 2010
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 年月日
      2010-09-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Sorption Characterization of Co2+ Ions on Biogenic Birnessite : Comparison with Synthetic Analogues2010

    • 著者名/発表者名
      Keiko SASAKI, Qianqian YU, Takuya KASAYAMA
    • 学会等名
      Goldschmidt 2010
    • 発表場所
      Knoxville, USA
    • 年月日
      2010-06-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Biogenic Hydroxyapatite : New Nanophase Material for Radiodionuclide Removal2010

    • 著者名/発表者名
      Lynne MACASKIE, P.YONG, Stephanie HANDLEY-SIDHU, Sayo MORIYAMA, Keiko SASAKI, Joe C.RENSHAW
    • 学会等名
      Goldschmidt 2010
    • 発表場所
      Knoxville, USA(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Microbial Biominerals : Role in Radionuclide Remediation2010

    • 著者名/発表者名
      Joe C.RENSHAW, Stephanie HANDLEY-SIDHU, Sayo MORIYAMA, Keiko SASAKI, Lynne MACASKIE
    • 学会等名
      Goldschmidt 2010
    • 発表場所
      Knoxville, USA(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Removal of Borate with Magnisium Oxides Prepared at Different Temperatures2010

    • 著者名/発表者名
      Sayo MORIYAMA, Keiko SASAKI, H.YOSHIZAKA, Tsuyoshi HIRAJIMA
    • 学会等名
      Goldschmidt 2010
    • 発表場所
      Knoxville, USA
    • 年月日
      2010-06-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 異なる焼成温度で生成したMgOによるフッ素除去特性2010

    • 著者名/発表者名
      福本直恭、笹木圭子、森山紗好、平島剛
    • 学会等名
      資源・素材学会九州支部春季例会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2010-06-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 魚骨由来のHydroxyapatiteを用いたCo2+及びSr2+の除去特性2010

    • 著者名/発表者名
      鶴山祥一、笹木圭子、森山沙好、平島剛
    • 学会等名
      資源・素材学会九州支部春季例会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2010-06-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Sorption Characteristics of Heavy Metals on Biogenic Birnessite Compared with Synthetic Analogues2010

    • 著者名/発表者名
      Qianqian YU, Takuya KASEYAMA, Keiko SASAKI, Tsuyoshi HIRAJIMA
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Interfaces Against Pollution
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2010-05-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Sorption Characteristics of Co2+ on Biogenic Birnessite and Other Chemically Synthesized Manganese Oxides2010

    • 著者名/発表者名
      Qianqian YU, Takuya KASEYAMA, Keiko SASAKI, Tsuyoshi HIRAJIMA
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Interfaces Against Pollution
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2010-05-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] A Mathematical Modeling of Multi-Component Reactive Transport and Arsenic Removal in Column Packed Zero-Valent Iron2010

    • 著者名/発表者名
      Junta KURAMI, Chiharu TOKORO, Keiko SASAKI
    • 学会等名
      The 4th International Workshop and Conference on Earth Resources Technology
    • 発表場所
      Phuket, Thailand
    • 年月日
      2010-05-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Remediation of Groundwaters Impacted by Selenate Using a Permeable Reactive Barrier2010

    • 著者名/発表者名
      Keiko SASAKI
    • 学会等名
      the 5th International Symposium on Novel Carbon Resource Sciences
    • 発表場所
      Perth, Australia(招待講演)
    • 年月日
      2010-04-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 好熱性鉄酸化細菌を用いた砒素の酸化方法2011

    • 発明者名
      笹木圭子、浅野聡、平郡伸一
    • 権利者名
      笹木圭子、浅野聡、平郡伸一
    • 産業財産権番号
      2011-032398
    • 出願年月日
      2011-03-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 高砒素含銅物からの砒素鉱物の分離方法2010

    • 発明者名
      平島剛、笹木圭子、住友金属, 鉱山株式会社
    • 権利者名
      平島剛、笹木圭子、住友金属, 鉱山株式会社
    • 産業財産権番号
      2010-022906
    • 出願年月日
      2010-06-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-11-30   更新日: 2016-04-21  

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