水中バブル放電プラズマを用いた官能基修飾磁気微粒子による放射性セシウム回収技術

• 研究課題/領域番号: 25600120
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: プラズマエレクトロニクス
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 永津 雅章 静岡大学, 創造科学技術大学院, 教授 (20155948)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: ナノ材料 / プラズマ加工 / 水質汚染、土壌汚染防止、浄化 / セシウム除去 / プラズマ表面修飾 / 磁気ナノ微粒子 / 水質汚濁・土壌汚染防止 ・浄化

研究成果の概要

本研究では、プラズマ表面処理技術を駆使したセシウムイオン吸着用磁気ナノ微粒子の開発を目的とし実験を行った。主な研究成果として、（１）セシウムイオンの吸着メカニズムについて、水酸基によるセシウム吸着効果と吸着材のカチオン交換特性が重要であることを明らかにした。（２）複数のイオンが混在する溶液中でのセシウム吸着選択性の確認実験を行い、カチオン交換特性およびイオンサイズに大きく依存することを明らかにした。（３）プルシアンンブルー単体と同等のセシウムイオン吸着特性を有するプルシアンブルーを固定化した新規磁気ナノ微粒子の作製に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Design of chitosan-grafted carbon nanotubes: Evaluation of how the -OH functional group affects Cs+ adsorption (2015)
  • 著者名/発表者名: Shubin Yang, Xiangke Wang, Guangshun Hou, Masaaki Nagatsu, Dadong Shao, Xiaoli Tan, Xuemei Ren, Jitao Yu
  • 雑誌名: Marine Drugs 巻: 「印刷中」
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characteristics of Cesium Ion Sorption from Aqueous Solution on Bentonite- and Carbon Nanotube-based Composites (2014)
  • 著者名/発表者名: Shubin Yang, Cho Han, Xiangke Wang and Masaaki Nagatsu
  • 雑誌名: J. Hazard. Mater. 巻: 274 ページ: 46-52
  • DOI: 10.1016/j.jhazmat.2014.04.001
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Localized In-situ Polymerization on Carbon Nanotube Surfaces for Stabilized Carbon Nanotube Dispersions and Application for Cobalt(II) Removal (2014)
  • 著者名/発表者名: Shubin Yang, Dadong Shao, Xiangke Wang, and Masaaki Nagatsu
  • 雑誌名: RSC Adv. 巻: 4 号: 10 ページ: 4856-4863
  • DOI: 10.1039/c3ra46701e
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-efficiency plasma surface modification of graphite-encapsulated magnetic nanoparticles using a pulsed particle explosion technique (2014)
  • 著者名/発表者名: Teguh Endah Saraswati, Shun Tsumura, and Masaaki Nagatsu
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 53 号: 1 ページ: 010205-010205
  • DOI: 10.7567/jjap.53.010205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Covalent Functionalization of Amino Group onto Carbon-Based Magnetic Nanoparticles Using Pulsed-Powder Explosion Technique (2014)
  • 著者名/発表者名: Teguh Endah Saraswati, Shun Tsumura, Masaaki Nagatsu
  • 雑誌名: Adv. Mater. Sci. 巻: 896 ページ: 122-125
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.896.122
  • 査読あり
• [学会発表] Plasma Surface Functionalization of Nanostructured Materials for Bio-medical and Environmental Applications (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Nagatsu, M. A. Ciolan, T. Abuzairi, A. Viswan, A. Sakudo, E. Yang, S. Yang, H. Chou, N. Okada, M. Okada, N. R. Poespawati, R. Wigajatri, X. Wang, and D. Luca
  • 学会等名: MRS 2015 Spring Meeting
  • 発表場所: San Francisco, California, USA
  • 年月日: 2015-04-07 – 2015-04-09
  • 招待講演
• [学会発表] 低圧プラズマによる微粒子表面修飾法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 永津 雅章
  • 学会等名: シンポジウム講演, 2015年第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス,神奈川県平塚市
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
  • 招待講演
• [学会発表] Study of Adsorption and Desorption of Cs+ Ions on Chitosan-Grafted Magnetic Bentonite (2015)
  • 著者名/発表者名: Shubin Yang, Naoya Okada, Masaaki Nagatsu
  • 学会等名: 2015年第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス,神奈川県平塚市
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] Synthesis of Chitosan-coated Magnetic Bentonite by Plasma-Induced Graft Chitosan and Its Application in Cs+ Capture (2015)
  • 著者名/発表者名: Shubin Yang, Naoya Okada, Xiangke Wang, and Masaaki Nagatsu
  • 学会等名: 2015 International Symposium toward the Future of Advanced Researches in Shizuoka University
  • 発表場所: 静岡大学、静岡県浜松市
  • 年月日: 2015-01-27 – 2015-01-28
• [学会発表] Low Temperature Plasma Processing for Biomedical and Environmental Applications (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Nagatsu
  • 学会等名: Special lecture, Institute of Plasma Physics, Chinese Science Academy
  • 発表場所: Hefei, China
  • 年月日: 2014-12-28
  • 招待講演
• [学会発表] プラズマ表面修飾を用いたグラファイト被覆磁気ナノ微粒子へのプルシアンブルー固定化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡田直也、楊 樹斌、張 晗、永津雅章
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: 朱鷺メッセ、新潟県新潟市
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Characteristics of cesium ion sorption from aqueous solution on plasma-induced chitosan grafted magnetic bentonite composites (2014)
  • 著者名/発表者名: Shubin Yang, Naoya Okada, Xiangke Wang, Masaaki Nagatsu
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: 朱鷺メッセ 、新潟県新潟市
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Surface Functionalization of Nano-structured Materials by Plasma Processing for Biomedical and Environmental Applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Nagatsu
  • 学会等名: Special lecture, University of Indonesia
  • 発表場所: Depok, Jakarta, Indonesia
  • 年月日: 2014-10-09
  • 招待講演
• [学会発表] , “プラズマ表面修飾磁気ナノ微粒子を用いたセシウム吸着材の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡田 直也，楊 樹斌，張 晗，永津 雅章
  • 学会等名: 平成26年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
  • 発表場所: 中京大学名古屋キャンパス、愛知県名古屋市
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-09
• [学会発表] プラズマによる表面処理技術の基礎と応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永津雅章
  • 学会等名: Ｒ＆Ｄ支援センター「プラズマ表面処理」セミナー
  • 発表場所: 江東区産業会館第1会議室、東京都江東区
  • 年月日: 2014-06-26
  • 招待講演
• [学会発表] Understanding the Sorption of Cesium Ion on Bentonite by Plasma Jet (2014)
  • 著者名/発表者名: Shubin Yang, Okada Naoya, Xiangke Wang and Masaaki Nagatsu
  • 学会等名: ISPlasma2014/IC-PLANTS2014
  • 発表場所: Meijo University, Nagoya
• [学会発表] Removal Mechanism of Cesium Ion from Aqueous Solution with Bentonite- and Carbon Nanotube-based Composites (2014)
  • 著者名/発表者名: Shubin Yang, Chou Han, Xiangke Wang and Masaaki Nagatsu
  • 学会等名: 8th International Conference on Reactive Plasmas/31st Symposium on Plasma Processing
  • 発表場所: Fukuoka Convention Center, Fukuoka
• [学会発表] 官能基修飾磁気ナノ微粒子を用いた液中セシウムイオン吸着における大気圧プラズマジェット照射の効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡田 直也, 張 晗, 楊 樹斌, 永津 雅章
  • 学会等名: 61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大、相模原市
• [学会発表] Study of the Sorption of Cobalt(II) Ion on Magnetic Carbon Nanotubes by Atmospheric Pressure Plasma Jet (2014)
  • 著者名/発表者名: Shubin Yang, Xiangke Wang, Masaaki Nagatsu
  • 学会等名: 61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大、相模原市
• [学会発表] Removal of Cs ion from aqueous solution using plasma functionalized chitosan-grafted graphite-encapsulated magnetic nanoparticles (2013)
  • 著者名/発表者名: Shubin Yang, Chou Han, Xiangke Wang, Masaaki Nagatsu
  • 学会等名: 12th Asia Pacific Physics Conference (APPC12)
  • 発表場所: Makuhari, Chiba, Japan
• [学会発表] Effect of NH Radicals on Amino Group Surface Modification onto Graphene-Encapsulated Magnetic Nanoparticles Using RF Excited NH3 Plasma (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Chou, E. Yang, M. Nagatsu
  • 学会等名: 第23回日本MRS年次大会
  • 発表場所: 横浜開港記念会館他、横浜市
• [学会発表] Sorption Mechanism of Cesium Ions from Aqueous Solution by Chitosan-grafted Carbon Nanotubes and Bentonite by Plasma-induced Grafting Method (2013)
  • 著者名/発表者名: S. B. Yang, H. Chou, X. K. Wang and M. Nagatsu
  • 学会等名: 第23回日本MRS年次大会
  • 発表場所: 横浜開港記念会館他、横浜市
• [学会発表] グラフェン外包磁気ナノ微粒子の表面化学修飾におけるRFプラズマ中への微粒子導入の効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 張 晗, 楊 恩波, 高田 昇治, 内田儀一郎, 古閑 一憲, 白谷 正治, 永津 雅章
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第30回年会
  • 発表場所: 東京工業大学 大岡山キャンパス、東京都
• [学会発表] バブル生成多孔質セラミック電極を用いた水中パルスプラズマ放電の時間分解分光計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡田 直也, ソニア ムラディア, 高田 昇治, 永津 雅章
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第30回年会
  • 発表場所: 東京工業大学 大岡山キャンパス、東京都
• [学会発表] Study on the Sorption Mechanism of Cesium ion by Chitosan-grafted Nanomaterials (2013)
  • 著者名/発表者名: Shubin Yang, Chou Han, Xiangke Wang, Masaaki Nagatsu
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第30回年会
  • 発表場所: 東京工業大学 大岡山キャンパス、東京都
• [学会発表] (低圧-大気圧)プラズマによる表面処理技術の基礎、活用方法～ドライプラズマプロセスの基礎から表面プロセスの最適化～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 永津 雅章
  • 学会等名: ）サイエンス＆テクノロジー（株）主催セミナー
  • 発表場所: 東京・品川区大井町きゅりあん、東京都
  • 招待講演
• [学会発表] RF励起NH3プラズマを用いたグラフェン外包磁気ナノ微粒子のアミノ基表面修飾におけるNHラジカルの効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 張 晗, 楊 恩波, 永津 雅章
  • 学会等名: 平成25年度電気関係学会東海支部連合大会
  • 発表場所: 静岡大学浜松キャンパス、浜松市
• [学会発表] プラズマ表面修飾グラフェン外包磁気ナノ微粒子の金属イオン吸着特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡田 直也, 張 晗, 楊 樹斌, 永津 雅章
  • 学会等名: 平成25年度電気関係学会東海支部連合大会
  • 発表場所: 静岡大学浜松キャンパス、浜松市
• [学会発表] Capture of Cesium from Water by Using Plasma Induced Chitosan-grafted Magnetic Bentonite (2013)
  • 著者名/発表者名: Shubin Yang, Cho Han, Xiangke Wang, and Masaaki Nagatsu
  • 学会等名: 第26回プラズマ材料科学シンポジウム(SPSM-26)
  • 発表場所: 九州大学 百年講堂、福岡市
• [学会発表] RF励起NH3プラズマを用いたグラフェン外包磁気ナノ微粒子のアミノ基 表面修飾におけるNHラジカルの効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 張 晗, 楊 恩波, 永津 雅章
  • 学会等名: 2013年第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大, 京田辺キャンパス、京田辺市
• [学会発表] 液中バブル放電プラズマを用いた官能基修飾磁気ナノ微粒子による金属陽イオン吸着 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡田 直也, 張 晗, 楊 樹斌, 永津 雅章
  • 学会等名: 2013年第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大, 京田辺キャンパス、京田辺市
• [学会発表] Capture of Cesium from Water by Using Plasma Induced Chitosan-grafted Magnetic Carbon Nanotubes (2013)
  • 著者名/発表者名: Shubin Yang, Chou Han, Xiangke Wang and Masaaki Nagatsu
  • 学会等名: 2013年第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大, 京田辺キャンパス、京田辺市
• [学会発表] 大気圧プラズマ基礎～プロセスを中心として～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 永津 雅章
  • 学会等名: 応用物理学会東海支部第22回基礎セミナー
  • 発表場所: 中部大学名古屋キャンパス 三浦記念会館、名古屋市
  • 招待講演
• [備考] 永津研究室
  • URL: http://www.eng.shizuoka.ac.jp/~plasma/japan/lab/index.html
• [備考] 永津研究室
  • URL: http://www.eng.shizuoka.ac.jp/~plasma/japan/lab/index.html