| 研究課題/領域番号 |
21H01709
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27030:触媒プロセスおよび資源化学プロセス関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
神谷 裕一 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (10374638)
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| 研究分担者 |
大友 亮一 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (10776462)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 地下水汚染 / 硝酸態窒素 / 陰イオン交換体 / 金ナノ粒子 / 硝酸還元反応 |
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| 研究成果の概要 |
陰イオン交換樹脂（AER）にAuCl4-をイオン交換導入し、その後、H2中、80℃で処理してAERの内部にAuナノ粒子を発生させた。得られたAuナノ粒子導入AER（Au@AER）は、イオン交換反応によって水中のNO3-を迅速に取り込んだ。Auナノ粒子の導入はAERのイオン交換特性をほとんど変化させなかった。NO3-を取り込んだAu@AERをH2中、80℃で処理すると、Au@AERに取り込まれたNO3-は主にN2Oへと還元分解された。これによってAu@AERのイオン交換能が回復した。Au@AERは水中のNO3-除去と分解に繰り返し使用でき、少なくとも5回の使用では性能低下は見られなかった。
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| 自由記述の分野 |
触媒化学、環境浄化
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
硝酸態窒素（NO3-）による地下水の汚染が問題になっており、その浄化法の開発は急務である。すでに、イオン交換樹脂を用いた水中NO3-のイオン交換除去や水中のNO3-を直接、触媒を用いて分解する方法が確立されている。しかし、前者は再生液を使った使用済み樹脂の再生が必要なこと、後者は処理速度が遅く、かつアンモニアが副生する問題を抱えており、新たな方法が求められている。本研究で開発されたAu@AERを用いることで、イオン交換反応によって汚染水からNO3-を迅速に除去することができ、かつ使用済Au@AERの再生には再生液を必要とせず、NO3-分解速度も速いため、社会実装が大いに期待される。
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