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ナノ炭素材料を利用した水環境改善を目指したイオン除去・回収プロセス技術

研究課題

研究課題/領域番号 26340081
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 環境材料・リサイクル
研究機関関西大学

研究代表者

中川 清晴  関西大学, 環境都市工学部, 准教授 (50421409)

研究分担者 小田 廣和  関西大学, 先端科学技術推進機構, 研究員 (30067756)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016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)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード希薄イオン / ナノ炭素繊維 / 電気二重層 / セシウムイオン / メソ孔 / 除去・濃縮 / 水環境改善 / 希薄水溶液 / 電気二重層吸着 / ストロンチウムイオン / イオン除去・回収 / ナノ炭素材料 / 硬水の軟水化
研究成果の概要

従来の技術などでは除去・濃縮が困難な希薄なイオンを新規ナノ炭素材料を合成して、電気二重層吸着の原理を適応した除去プロセスの電極に用いることで極微量イオンの吸着・除去を試みた。
本研究ではマイクロ孔より大きいメソ孔に着目し、メソ孔を制御したナノ炭素繊維を高密度で球状に合成し、合成した材料を電極に使用して希薄なセシウムイオンの吸着および脱着の性能評価を行った。極めて希薄な0.1mMのCsCl溶液でのCV測定による電気化学特性を評価した結果、およそ30nmのメソ孔をもつ球状ナノ炭素集合体では極めて希薄な条件にもかかわらず良好な電気二重層が形成され、希薄なイオンの除去・濃縮を行うことができた。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 有機系電解液におけるカーボンゲル(CG)のキャパシタ電極性能および長期充放電特性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      土田 光;程 再冉;中川 清晴;小田 廣和
    • 雑誌名

      化学工学論文集

      巻: 43 号: 1 ページ: 45-49

    • DOI

      10.1252/kakoronbunshu.43.45

    • NAID

      130005290179

    • ISSN
      0386-216X, 1349-9203
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 電解酸化法を用いた活性炭の表面官能基の生成2016

    • 著者名/発表者名
      加藤 圭;由良 卓也;中川 清晴;小田 廣和
    • 雑誌名

      炭素

      巻: 2016 号: 273 ページ: 96-100

    • DOI

      10.7209/tanso.2016.96

    • NAID

      130005164768

    • ISSN
      0371-5345, 1884-5495
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Selective synthesis of marimo carbon using Fluidized-Bed chemical vapor deposition2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kin;K. Nakagawa;H. Oda;T. Ando
    • 雑誌名

      Trans. Mat. Res. Soc. Japan

      巻: 41 号: 1 ページ: 59-62

    • DOI

      10.14723/tmrsj.41.59

    • NAID

      130005126113

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrochemical properties of various carbon nanofilaments for use as Li-ion battery anodes2016

    • 著者名/発表者名
      K. Muraoka;G. Tsujino;K. Nakagawa;H. Oda;T. Ando
    • 雑誌名

      Trans. Mat. Res. Soc. Japan

      巻: 41 号: 1 ページ: 81-84

    • DOI

      10.14723/tmrsj.41.81

    • NAID

      130005126116

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 金属複合酸化物担持触媒を用いたCVD法による各種ナノ炭素繊維の合成2015

    • 著者名/発表者名
      辻野 凱, 太田 拓, 蒲生西谷美香, 中川清晴, 小田廣和
    • 雑誌名

      炭素

      巻: 2015 号: 266 ページ: 2-6

    • DOI

      10.7209/tanso.2015.2

    • NAID

      130004812846

    • ISSN
      0371-5345, 1884-5495
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 酸化黒鉛電極が二次電池用電荷担体にCa2+を用いた際のSEI生成反応に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      中谷 直樹、中川 清晴
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 希薄溶液中での電気二重層形成に対するマリモナノカーボン電極の細孔構造の影響2017

    • 著者名/発表者名
      穐田 貴士、中川 清晴
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マリモナノカーボンの直接メタノール燃料電池電極触媒への応用2017

    • 著者名/発表者名
      齊藤 康祐、中川 清晴、安藤 寿浩
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] コイン積層構造CNFを用いたリチウムイオン電池用負極の開発2016

    • 著者名/発表者名
      清水 章弘;小田 廣和;中川 清晴;安藤 寿浩
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜情報文化センター(神奈川県)
    • 年月日
      2016-12-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] カップ積層カーボンナノフィラメントの合成およびメタンの低温燃焼触媒への応用2016

    • 著者名/発表者名
      神山 研太;小田 廣和;中川 清晴;安藤 寿浩
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜情報文化センター(神奈川県)
    • 年月日
      2016-12-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 電極へメソ孔性カーボンゲルの応用による電気二重層キャパシタの電気化学性能の向上2016

    • 著者名/発表者名
      程 再冉、小田 廣和、中川 清晴
    • 学会等名
      第43回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      千葉大学
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of Low-Temperature Methane Gas Sensors By Using Cup-Stacked CarbonNanofilament-Supported Pd Catalyst2016

    • 著者名/発表者名
      K. Koyama;H. Oda;K. Nakagawa;T. Ando
    • 学会等名
      PRiME 2016
    • 発表場所
      Honolulu (Hawaii, USA )
    • 年月日
      2016-10-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the Negative Electrode Using Coin-Stacked CNF for Li Ion Battery2016

    • 著者名/発表者名
      A. Shimizu;H. Oda;K. Nakagawa
    • 学会等名
      PRiME 2016
    • 発表場所
      Honolulu (Hawaii, USA )
    • 年月日
      2016-10-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancing the Electrochemical Performance of Electric Double-Layer Capacitors by Applying Mesoporous Carbon Gel RFCX to the Electrode2016

    • 著者名/発表者名
      Z. Cheng;H. Oda;K. Nakagawa
    • 学会等名
      PRiME 2016
    • 発表場所
      Honolulu (Hawaii, USA )
    • 年月日
      2016-10-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コイン積層構造CNFを用いたリチウムイオン電池用負極の開発2016

    • 著者名/発表者名
      清水 章弘、小田 廣和、中川 清晴、安藤 寿浩
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 黒鉛電極の層間距離が二次電池用電荷担体としてのCa2+の挿入脱離に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      中谷 直樹、中川 清晴、小田 廣和
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] メソ孔性ナノ炭素材料ナノカーボンゲルの作製と電気二重層キャパシタ電極への応用2016

    • 著者名/発表者名
      程 再冉、小田 廣和、中川 清晴
    • 学会等名
      ナノファイバー学会第7回年次大会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2016-07-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] メソ孔性炭素材料カーボンゲルの作製と有機系電気二重層キャパシタ電極への応用2015

    • 著者名/発表者名
      程 再冉;中川 清晴;小田 廣和
    • 学会等名
      第42回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      大阪府(関西大学)
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 化学修飾ナノ炭素繊維を負極に用いたリチウムイオン蓄電デバイスの開発2015

    • 著者名/発表者名
      村岡 恭輔;中川 清晴;小田 廣和;安藤 寿浩
    • 学会等名
      第42回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      大阪府(関西大学)
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気二重層キャパシタにおける炭素電極の細孔構造が電気化学特性に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      程 再冉;中川 清晴;小田 廣和
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      愛知(名古屋国際会議場)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規炭素材料担持SnO2ナノ粒子触媒上でのメタンの低温酸化反応2015

    • 著者名/発表者名
      神山 研太;中川 清晴;小田 廣和;安藤 寿浩
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      愛知(名古屋国際会議場)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Role of the Solid Electrolyte Interface (SEI) on Graphite Anode for High-Performance Lithium Ion Battery in Ionic Liquid2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kishida;K. Nakagawa;H. Oda
    • 学会等名
      Carbon 2015
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      2015-07-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Electrochemical properties of clear internal structure CNF for use as Li-ion battery anodes2015

    • 著者名/発表者名
      K.Muraoka;K.Nakagawa;H.Oda;T.Ando
    • 学会等名
      EM-NANO 2015
    • 発表場所
      TOKI MESSE(Niigata convention center), Niigata
    • 年月日
      2015-06-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of the Functional Group Property for Lithium Ion Battery in Ionic Liquid2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kishida;K. Nakagawa;H. Oda
    • 学会等名
      EM-NANO 2015
    • 発表場所
      TOKI MESSE(Niigata convention center), Niigata
    • 年月日
      2015-06-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 希薄水溶液中での電気二重層の形成に対する活性炭電極のマイクロ孔およびメソ孔の影響2015

    • 著者名/発表者名
      中嶋直矢、中川清晴、小田廣和
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学(船橋キャンパス)
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気二重層キャパシタにおける各種炭素電極の細孔構造がレート特性に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      程再冉、中川清晴、小田廣和
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学(船橋キャンパス)
    • 年月日
      2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン液体を電解液に用いたリチウムイオン電池における黒鉛負極上の表面皮膜の役割2015

    • 著者名/発表者名
      岸田 和久、中川 清晴、小田 廣和
    • 学会等名
      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)
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 球状炭素繊維を用いた燃料電池用電極触媒の調製及び特性2014

    • 著者名/発表者名
      金有泰、小田廣和、中川清晴、安藤寿浩
    • 学会等名
      第41回炭素材料学会
    • 発表場所
      大野城まどかぴあ(福岡県)
    • 年月日
      2014-12-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 結晶性が異なる新規炭素ナノ繊維を負極に用いたリチウムイオンキャパシタの特性2014

    • 著者名/発表者名
      村岡恭輔、中川清晴、小田廣和、安藤寿浩
    • 学会等名
      第41回炭素材料学会
    • 発表場所
      大野城まどかぴあ(福岡県)
    • 年月日
      2014-12-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 黒鉛負極の表面皮膜がリチウムイオンのインターカレーション反応に与える影響2014

    • 著者名/発表者名
      岸田和久、中川清晴、小田廣和
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Electrochemical properties of various carbon nanofilaments as Li-ion battery anode2014

    • 著者名/発表者名
      K. Muraoka, G. Tsujino, K. Nakagawa, H. Oda, T. Ando
    • 学会等名
      IUMRS-ICA2014
    • 発表場所
      Fukuoka University (Japan)
    • 年月日
      2014-08-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of marimo carbon by Fluidized-Bed CVD2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kin, K. Nakagawa, H. Oda, T. Ando
    • 学会等名
      IUMRS-ICA2014
    • 発表場所
      Fukuoka University (Japan)
    • 年月日
      2014-08-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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