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2021 年度 実績報告書

未利用海洋資源の酸塩基特性を活かした組み合わせ生物吸着法による有価金属回収

研究課題

研究課題/領域番号 19K05113
研究機関函館工業高等専門学校

研究代表者

寺門 修  函館工業高等専門学校, 物質環境工学科, 准教授 (90402487)

研究分担者 葛原 俊介  仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (60604494)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード金属回収 / 液相吸着 / 海藻 / 昆布 / 貝殻
研究実績の概要

本研究では、北海道において豊富に獲れる海産物のうち、現在廃棄されている昆布などの海藻類の仮根や、貝殻などの未利用海洋資源の利活用を目的とし、これらの酸塩基特性を生かした組み合わせバイオソープション(生物吸着)法による金属イオン吸着剤の開発を行う。前者にはアルギン酸やフコイダンなどの粘質多糖類が豊富に含まれ、その酸性官能基によるイオン交換によって金属イオンが回収されるが、これに塩基性である炭酸カルシウムを主成分とする貝殻を添加し、炭酸塩の生成による金属吸着および溶液のpH変化に伴うイオン交換平衡のpH依存性を利用した新規金属イオン分離プロセス開発を本研究の目的としている。
最終年度においてはムラサキウニ殻による水溶液中の陰イオン除去について調査し、共存カチオンの影響について検討を行った。その結果、フッ化物イオン吸着も可能であることを基礎的に示すとともに、共存するカチオンについて、K+>Na+>Li+の順で吸着量が増えることなどが明らかとなった。さらに、貝殻の構成成分である炭酸カルシウムについて、フッ素を含むポリマーを加熱する際に発生するフッ化水素を固定することも見出した。
全期間を通して、ウニ殻に関しては、種々の金属イオンを固定化することだけでなく、陰イオンの固定化も可能であり、また高温処理においてもフッ素を固定化する能力があることを基礎的に明らかにすることができた。さらには、マコンブ仮根の炭化を検討したところ、塩化亜鉛賦活法により、1600m2/g程度の高比表面積活性炭を製造できることが明らかとなった。これより、マコンブ仮根から新たな吸着剤の製造が可能であることを基礎的に示すことができた。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Dehydrofluorination behavior of poly(vinylidene fluoride) during thermal treatment using calcium carbonate2021

    • 著者名/発表者名
      Futoshi Tanaka, Lkhagvasuren Gungaajav, Osamu Terakado, Shunsuke Kuzuhara, Ryo Kasuya
    • 雑誌名

      Thermochimica Acta

      巻: 702 ページ: 178977

    • DOI

      10.1016/j.tca.2021.178977

    • 査読あり
  • [学会発表] Emission control of hydrogen fluoride during thermal treatment of poly(vinylidene fluoride), a representative binder material in LIBs2021

    • 著者名/発表者名
      Futoshi Tanaka, Lkhagvasuren Gungaajav, Osamu Terakado, Shunsuke Kuzuhara, Ryo Kasuya
    • 学会等名
      Sustainable Minerals '21
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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