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2019 年度 実績報告書

革新的水処理用ファウリング防止膜の設計開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H01770
研究機関工学院大学

研究代表者

中尾 真一  工学院大学, 先進工学部, 教授 (00155665)

研究分担者 赤松 憲樹  工学院大学, 先進工学部, 准教授 (50451795)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード化学工学 / 膜 / ファウリング / 水処理
研究実績の概要

研究2年度目となる今年度は,まず昨年度開発したカルボキシベタインポリマーのSI-ATRP(surface-initiated atom transfer radical polymerization)法による市販膜への固定のレシピを改良した.昨年度の固定レシピではカルボキシベタインポリマーのグラフト固定が効率的ではなかったため,3ステップからなる製膜工程の各種反応条件を検討した.また上記グラフト固定法レシピ改良と並行して,ノニオン系ポリマー(ポリ-2-メトキシエチルアクリレート)のSI-ATRP法による市販膜への固定のレシピを開発した.昨年度のカルボキシベタインポリマーと同様に,比較対象としてプラズマグラフト重合法によるノニオン系ポリマーの固定も検討した.ノニオン系ポリマーの場合も,SI-ATRP法を用いた方が,重合量が同程度でもやや高い透水性を有することを確認した.またタンパクや多糖類に対する高いファウリング防止性も評価できた.
さらに,実原水を用いて,本研究で開発した膜が浄水処理用に利用できるか検討を行った.実原水中の有機物の同定は難しいものの,3次元蛍光分析や全有機炭素分析を用いて,有機物の濃度や,タンパク様物質やフミン様物質の存在が確認できた.未処理膜と比較して,本研究で開発した膜の方が,ファウリングを抑制できることを,いくらかの原水に対して示すことができた.さらに原水,透過水,ろ過後の膜に吸着している有機物の濃度・種類を解析することで,開発膜は特にタンパク様物質の吸着を抑制できていることが分かった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

概ね計画通りの成果が得られているため.

今後の研究の推進方策

当初計画通り,研究を推進する.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Effect of BSA and sodium alginate adsorption on decline of filtrate flux through polyethylene microfiltration membranes2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Akamatsu, You Kagami, Shin-ichi Nakao
    • 雑誌名

      J. Membrane Sci.

      巻: 594 ページ: 117469

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2019.117469

    • 査読あり
  • [学会発表] カルボキシベタインポリマーをグラフトした低ファウリング膜の開発2020

    • 著者名/発表者名
      加々見燿、赤松憲樹、Xaio-Lin Wang、中尾真一
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
  • [学会発表] Impact of adsorption of proteins and polysaccharides on decreasing filtrate flux through microfiltration membranes2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Akamatsu, Yo Kagami, Kento Morita, Yuki Iwasaki, Shin-ichi Nakao
    • 学会等名
      The 12th Conference of Aseanian Membrane Society (AMS 12)
    • 国際学会
  • [学会発表] Understanding Fouling by Macromolecules and Proteins in Microfiltration and Ultrafiltration2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Akamatsu
    • 学会等名
      International Environmental Engineering Conference & Annual Meeting of the Korean Society of Environmental Engineers jointly with the 4th International Conference on Biological Waste as Resource 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 粒子成分のファウリング抑制2019

    • 著者名/発表者名
      赤松憲樹
    • 学会等名
      第36回ニューメンブレンテクノロジーシンポジウム2019
    • 招待講演
  • [学会発表] カルボキシベタインポリマーを用いた浄水処理用低ファウリング膜の開発2019

    • 著者名/発表者名
      加々見燿、赤松憲樹、中尾真一
    • 学会等名
      膜シンポジウム2019

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公開日: 2021-01-27  

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