| 研究課題/領域番号 |
20K12225
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| 研究機関 | 東邦大学 |
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研究代表者 |
井関 正博 東邦大学, 理学部, 教授 (90780908)
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| 研究分担者 |
今野 大輝 東邦大学, 理学部, 講師 (40825832)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 難分解性物質 / 有機フッ素化合物 / 電気分解 / 吸着 / 多孔性錯体結晶 / 濃縮分解 |
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| 研究実績の概要 |
水質浄化技術の一つである電解酸化法は、様々な汚染物質に対して有効な分解技術であることが既に多くの研究者によって報告されているが、その水溶液中の汚染物質が希薄な場合、この手法は投入エネルギーの多くが水の分解に消費されてしまうため、エネルギー効率の点で改善の余地がある。そこで本研究課題では、希薄な水中汚染物質をまず吸着材によって濃縮し、その濃縮された汚染物質をその後の電解酸化によって分解するという新たな高エネルギー効率の分解手法を確立することを目的としている。吸着剤としては、近年その高い選択性と高い吸着性能で注目されている多孔性錯体結晶を用いた。
令和2年度の研究実施計画では、まず吸着分解を実証することにした。対象物質としては、超難分解性物質で発がん性が指摘されているペルフルオロオクタン酸(PFOA)とした。吸着材としては、PFOAに対する高い吸着力を有するZIF-8を用いた。その結果、吸着分解を実証することに成功したが、吸着材であるZIF-8自身の分解にエネルギーが使われるためにPFOAの無機化率が低下するという課題が明らかとなった。そこで、吸着後のZIF-8を酸によって予め壊し、塩基による中和を経て電気分解を行うという新たな酸→塩基処理によって、PFOAの無機化率を向上させることに成功した。
令和3年度の研究実施計画では、次の段階として、まずこのZIF-8を用いてPFOAの濃縮を行い、その後の電気分解によって高効率な濃縮分解技術の可能性を追求した。具体的には、まずZIF-8によってPFOAを5倍濃縮し、その後の電気分解によって無機化の効率向上を試みた。その結果、無機化エネルギー効率の向上には成功したが、その向上は濃縮率の5倍を下回る2倍弱の結果となった。今後、この原因追及とさらなる効率向上を目指していく予定である。
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| 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
現在までの進捗状況は、研究実績の概要に記載した通り、おおむね順調に進展している。当初の研究計画通りの濃縮分解の可能性が実証できた。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在までに、当初の研究計画通りの濃縮分解の可能性は実証できたが、濃縮率相当の効率向上には至っていない。そこでまず、この原因の究明とさらなるエネルギー効率の向上を目指していく。
さらに、分解時に得られる分解残渣からZIF-8の再合成が可能かどうかの検証を行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度はほぼ予定通りの予算を遂行できた。若干の余剰金が発生したが、これは研究計画の変更等によるものではない。この余剰金（次年度使用額）は2022年度の助成金と合わせ、2022年度の目標である高効率な濃縮電解技術の確立に使用する予定である。
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