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2017 年度 実績報告書

ゲル内での層状複水酸化物合成による新規アニオン吸着剤の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K00611
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

日比野 俊行  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究グループ長 (70357846)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード層状複水酸化物 / ハイドロタルサイト / ハイブリッドゲル / イオン交換 / 吸着
研究実績の概要

ゲル中でLDH を合成した複合物でも、粉体LDHでの結果同様、Mg/Al比によって陰イオン選択性が変化することを昨年度において確認していた。昨年度は、ゲル複合物作製のための沈殿剤は水酸化ナトリウム水溶液のみであったが、今年度は、2種類の沈殿剤(水酸化ナトリウム水溶液とアンモニア水溶液)を用いて合成を行った。Mg/Al比を2から5の範囲で変化させて生成物の比較を系統的に行った結果、水酸化ナトリウム水溶液では、多少のずれはあっても仕込み比に応じて、生成物中のMg/Al比が変化したが、アンモニア水溶液では仕込みのMg/Al比を2から5に変化させても、生成物では1.85-2.76とMg/Al比の変化が小さいものしか得られなかった。そのため、沈殿剤に水酸化ナトリウム水溶液を用いたときほどには明瞭な陰イオン選択性の変化を示さなかった。従って、Mg/Al比を変化させて陰イオン選択性を変化させる目的においては、沈殿剤には水酸化ナトリウム水溶液を用いるほうがよいことが分かった。また、複合体の合成及び乾燥過程で混入した炭酸イオンは、LDHにおいて選択性が高いので、吸着性能を実質的に低下させる。そこで、塩酸をエチルアルコールで希釈した液に複合体を浸して脱炭酸処理を行った。若干の効果はみられたが、吸着性能を大きく改善するには至らなかった。結局、乾燥での影響も評価したところ、速やかに乾燥させて保管するほうが、炭酸イオン混入対策では有効であることが示唆された。
最後に、アガロースゲル以外の高分子ゲルおよび基材を用いた複合材合成への展開の検討では、アルギン酸ゲルやκ-カラギーナンゲル中でもLDH作製が可能であることを実証した。さらに、ポーラスな基材であるポリウレタンフォームの中にアガロースゲルを入れ、そのアガロースゲル中でLDH合成を行い、この複合体も吸着剤として使用可能であることを実証した。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Anion Selectivity of Layered Double Hydroxides: Effects of Crystallinity and Charge Density2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Hibino
    • 雑誌名

      European Journal of Inorganic Chemistry

      巻: - ページ: 722-730

    • DOI

      10.1002/ejic.201701067

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 層状複水酸化物の応用検討―剥離検討から吸着剤検討―2017

    • 著者名/発表者名
      日比野俊行
    • 学会等名
      第61回粘土科学討論会・粘土科学若手の会
    • 招待講演
  • [学会発表] 層状複水酸化物-ゲル複合体を用いた陰イオン吸着剤の開発2017

    • 著者名/発表者名
      日比野俊行
    • 学会等名
      第61回粘土科学討論会

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公開日: 2018-12-17  

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