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1990 年度 研究成果報告書概要

半導体光触媒を用いた新規バイオリアクタ-システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 01470117
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 反応工学
研究機関大阪大学

研究代表者

東稔 節治  大阪大学, 基礎工学部, 教授 (40029418)

研究分担者 正脇 輝之  大阪大学, 基礎工学部, 助手 (10209421)
田谷 正仁  大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (60144127)
研究期間 (年度) 1989 – 1990
キーワード光触媒半導体 / 補酵素(NAD) / 有効吸収係数 / 光殺菌 / 光照射 / 高圧水銀灯 / 菌体死滅速度 / バイオプロセス
研究概要

酸化チタンなどの半導体は,光エネルギ-によって励起され,通常の条件下では起らない酸化・還元反応を触媒する。本研究では,光化学反応を組み込んだバイオリアクタ-システムの確立を目的として種々検討を行い,以下の結果を得た。
1.酸化・還元酵素の代表的補酵素であるNADに着目し,TiO_2による酸化・還元反応と酵素反応を組み合わせたシステムを構成し,TiO_2粒子上に酵素(アルコ-ルデヒドロゲナ-ゼ)を固定化することにより,NADの再生を伴うサイクリックな反応システムを構成できた。
2.NADHの酸化に関して光照射を伴う空気気泡ーTiO_2ー水溶液の気・液・固系において,角型懸濁気泡塔,二重円管反応器においてNADHの酸化速度に及ぼす光強度,TiO_2濃度,粒子径の効果を明らかにし,有効吸収係数の概念によって光強度分布を解析した。
3.半導体光触媒としてTiO_2とPt担持したTiO_2を用い,有胞子細菌としてBacillus属のB.stearothermophilus,B.subtilis,B.licheniformis,B.pumilusのsporeに対して高圧水銀灯照射下での殺菌動力学を調べた。
光波長として306nm以上の中長波長下では半導体光触媒による殺菌作用は大きく,光強度,菌体数,酸化チタン濃度と死滅速度との関係を明らかにした。半導体光殺菌システムと培養槽を組み合せる効率的な殺菌反応塔として二重円管型反応器の適用が最良であると認められた。

  • 研究成果

    (14件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (14件)

  • [文献書誌] 東稔 節治: "光吸収を伴う二重円管光反応器における気ー液ー固反応の解析" 化学工学論文集. 17. 402-409 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 東稔 節治: "光殺菌系における有胞子細菌の死滅特性" 化学工学会第56年会研究発表講演要旨集. 491- (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 東稔 節治: "光反応を伴う気・液・固三相系のリアクタ-特性" 化学工学シンポジウムシリ-ズ22 「気泡塔・懸濁気泡塔の現状と動向」 化学工学会編. 136-140 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 東稔 節治: "光反応を伴う気液固三相系のリアクタ-" ケミカル・エンジニヤリング. 35. 48-53 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 東稔 節治: "光化学蓄熱材としてのノルボルナジェンの光異性化反応の速度解析" 化学工学論文集. 16. 1128-1131 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Masahito Taya: "Construction of bifunctional catalyst by immobilizeation of enzyme on semiconductor powders" Chemistry Express. 4. 653-656 (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 東稔 節治 編著: "化学変換法による微量成分および難精製物質の高度分離" 株式会社 アイピ-シ-(東京), 442 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Setsuji, TONE, Masao, KAWAHIMA, Teruyoshi, MORIKAWA, Toshiyuki, KITA and Masahito TAYA: "Analysis of Gas-Liquid-Solid Reactions in an Annular Photochemical Reactor with Light Absorption" Kagaku Kogaku Ronbunshu. Vol. 17. 402-409 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Setsuji TONE, Hyun Kyu JOO, Masahito TAYA, Yoshihiro ASHIKAGA: "Sterilization Characteristics of Microorganism Spores under Irradiation of Light in Semiconductor Solids Suspensions" Preprints of 56th Annual Meeting of Society of Chemical Engineering of Japan,. 491 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Setsuji TONE, Masao KAWASHIMA, Teruyoshi MORIKAWA and Masahito TAYA: "Characteristics of Gas-Liquid-Solid Reactor with Photocatalytic Reactions" Symp. Ser. No. 22 of Chem. Eng. "Topics and Researches on Bubble and Slurry Bubbling Reactors", ed. by SCEJ. 136-140 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Setsuji TONE: "Applications of Gas-Liquid-Solid Reactors with Photo-chemical Reactions" Chemical Engineering,. Vol. 35. 48-53 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Setsuji TONE, Teruyuki MASAWAKI, Hiroshi OSAMURA and Hironobu TAGUCHI: "A Rate Analysis of Photoisomerization of Norbornadiene as a Photo-chemical Energy Storage Material" Kagaku Kogaku Ronbunshu. Vol. 16. 1128-1131 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Masahito TAYA, Hiroyuki SHIRAISHI and Setsuji TONE: "Construction of Bi-functional Catalyst by Immobilization of Enzyme on Semiconductor Powders" Chemistry Express. vol. 4. 653-656 (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Setsuji TONE (ed): IPC Press. Kagaku Henkanho niyoru Biryoseibun oyobi Nanseiseibussitsu no Kodobunri, 442 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 1993-08-12  

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