反応性官能基含有刺激感応性高分子を用いる高効率排水浄化システムの実用化

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23310054
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 齋藤 徹 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40186945)
• 研究分担者: 上原 伸夫 宇都宮大学, 工学部, 准教授 (50203469) ; 高貝 慶隆 福島大学, 共生システム理工学類, 准教授 (70399773)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 温度感応性高分子 / 排水浄化 / 反応性官能基 / フェノール化合物 / エストロゲン / 界面活性剤 / 重金属イオン / 酵素反応

研究概要

環境汚染物質を捕捉する官能基を有する温度感応性高分子を用いる高効率な排水浄化システムを開発した。通常の排水処理技術では除去効率の低いフェノール化合物やエストロゲンを迅速かつ完全に除去することができた。また、官能基の種類を変えることにより、環境水中の重金属イオンや内視鏡消毒液中の高濃度オルトフタルアルデヒドの迅速除去に適用した。さらに、加温によらない高分子凝集方法を開発し、これを用いて実用的な排水浄化システムを設計した。

研究成果

• [雑誌論文] Combined use of surfactant-induced coagulation of poly(allylamine hydrochloride) with peroxidase-mediated degradation for the rapid removal of estrogens and phenolic compounds from water (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Saitoh, K. Fukushima, A. Miwa
  • 雑誌名: Separation and Purification Technology 巻: Vol. 128 ページ: 11-17
  • DOI: 10.1016/j.seppur.2014.02.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid removal of cationic dyes from water by coprecipitation with aluminum hydroxide and sodium dodecyl sulfate (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Saitoh, M. Saitoh, C. Hattori, M. Hiraide
  • 雑誌名: Journal of Environmental Chemical Engineering 巻: Vol. 2, No. 1 ページ: 752-758
  • DOI: 10.1016/j.jece.2013.11.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] カスケード型高倍率濃縮分離システムの構築と分析化学的応用(総合論文) (2013)
  • 著者名/発表者名: 高貝 慶隆
  • 雑誌名: 分析化学 巻: Vol. 62, No. 4 ページ: 317-323
  • DOI: 10.2116/bunsekikagaku.62.317
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fusion growth of gold nanoparticles induced by the conformational change of a thermoresponsive polymer studied by distance distribution functions (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Morita, K. Kurihara, O. Yoshida, H. Imamura, Y. Hatakeyama, K. Nishikawa, N. Uehara
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry 巻: Vol.117, No.26 ページ: 535-545
  • DOI: 10.1021/jp310906b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pre- concentration of trace metals in water using a newly designed thermoresponsive chelating polymer for the sensitive determination by graphite furnace atomic absorption spectrometry (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Saitoh, A. Arakawa, M. Hiraide
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan 巻: Vol.86, No.4 ページ: 438-444
  • DOI: 10.1246/bcsj.20120284
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid removal of o-phthalaldehyde from water by polyallylamine-conjugated thermo- responsive polymer-mediated extraction (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Saitoh, K. Fukushima, M. Hiraide
  • 雑誌名: Bulletin of the Chemical Society of Japan 巻: Vol.86, No.2 ページ: 296-298
  • DOI: 10.1246/bcsj.20120269
  • 査読あり
• [雑誌論文] 熱応答性金ナノ複合体を用いるチオール化合物のセンシング(総合論文) (2012)
  • 著者名/発表者名: 上原 伸夫
  • 雑誌名: 分析化学 巻: Vol.61, No.6 ページ: 535-545
  • DOI: 10.2116/bunsekikagaku.61.535
  • 査読あり
• [雑誌論文] アドミセルクロマトグラフィーにおける薬剤成分の分離挙動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 奥村 量征, 伊藤 暁哉, 齋藤 徹, 平出 正孝
  • 雑誌名: 分析化学 巻: Vol.61, No.8 ページ: 719-722
  • DOI: 10.2116/bunsekikagaku.61.719
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective collection of hydrophobic organic pollutants in water with aluminum hydroxide and hydrophobically modified polyacrylic acid (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Saitoh, N. Ono, M. Hiraide
  • 雑誌名: Chemosphere 巻: Vol.89, No.6 ページ: 759-763
  • DOI: 10.1016/j.chemosphere.2012.07.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polyallyl- amine-conjugated thermoresponsive polymers for the rapid removal of phenolic compounds from water (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Saitoh, K. Asano, M. Hiraide
  • 雑誌名: Reactive and Functional Polymers 巻: Vol.72, No.6 ページ: 317-322
  • DOI: 10.1016/j.reactfunctpolym.2012.03.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gas chromatography-mass spectro- metric determination of ivermectin following trimethylsilylation with application to residue analysis in biological meat tissue samples (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Sanbonsuge, T. Takase, D. Shiho, Y. Takagai
  • 雑誌名: Analytical Methods 巻: Vol.3, No.9 ページ: 2160-2164
  • DOI: 10.1039/c1ay05236e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal- induced growth of gold nanoparticles conjugated with thermoresponsive polymer without chemical reduction (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Uehara, M. Fujita, T. Shimizu
  • 雑誌名: Journal of Colloid and Interface Science 巻: Vol.369, No.1 ページ: 142-147
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2011.03.078
  • 査読あり
• [学会発表] ガスクロマトグラフィー質量分析計の高感度化手法としての低曇点非イオン性界面活性剤を用いる曇点抽出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松尾 晴児, 高貝 慶隆
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 二本鎖型カチオン界面活性剤修飾モンモリロナイトへの水中薬剤成分の分配挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柴山 卓芳, 齋藤 徹
  • 学会等名: 第32回溶媒抽出討論会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 20131122-23
• [学会発表] Surfactant mediated extraction of environmental pollutants for gas chromatography - mass spectrometric analysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takagai,W.L.Hinze
  • 学会等名: TJASSST2013
  • 発表場所: Hammamet (Tunisia)
  • 年月日: 20131115-17
• [学会発表] 日本鎖型カチオン界面活性剤含有オルガノクレーを用いるβ-ラクタム系抗生物質の低環境負荷捕集分解 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柴山 卓芳, 齋藤 徹
  • 学会等名: 第3回CSJ 化学フェスタ 2013
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 20131021-23
• [学会発表] オルガノクレーを用いる水中抗菌剤の高効率捕集・分解 (2013)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 徹, 柴山 卓芳
  • 学会等名: 化学工学会第45回秋季年会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山市)
  • 年月日: 20130916-18
• [学会発表] 界面活性剤とのイオン対形成を利用する水中テトラサイクリン系抗菌剤の迅速捕集 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柴田 健司, 齋藤 徹
  • 学会等名: 日本分析化学会第62年会
  • 発表場所: 近畿大学(東大阪市)
  • 年月日: 20130910-12
• [学会発表] 界面活性剤-ポリアリルアミン凝集系を用いる水中エストロゲンの迅速除去 (2013)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 徹, 福島 皓太郎, 三輪 明日香
  • 学会等名: 日本分析化学会第62年会
  • 発表場所: 近畿大学(東大阪市)
  • 年月日: 20130910-12
• [学会発表] Interaction of poly(N-isopropylacrylamide) and surfac- tants under low concentration conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Mori, M. Ogawa, N. Uehara
  • 学会等名: RSC Tokyo International Conference 2013 - Analytical Biochemistry & Biophysics
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉市)
  • 年月日: 20130905-06
• [学会発表] 温度感応性高分子抽出-極性基導入カラムHPLCによる水中疎水性薬物の計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 徹, 伊藤 暁哉, 平出 正孝
  • 学会等名: 第43回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(名古屋市)
  • 年月日: 20121110-11
• [学会発表] Discrimination of types of surfactants with using thermoresponsive polymers and fluorophore (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Uehara, M. Ogawa
  • 学会等名: IUMRS-Inter- national Conference on Electronic Materials
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 20120923-28
• [学会発表] 界面活性剤支援凝集系の設計による排水中薬物の高効率除去 (2012)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 徹, 三輪 明日香, 柴田 健司, 平出 正孝
  • 学会等名: 化学工学会第44回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] ポリアリルアミン-オレイン酸凝集系の設計と医療排水の迅速処理 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福島 皓太郎, 齋藤 徹, 平出 正孝
  • 学会等名: 第21回環境化学討論会
  • 発表場所: ひめぎんホール(松山市)
  • 年月日: 20120711-13
• [学会発表] イミノ二酢酸結合温度感応性高分子を用いる環境水中金属イオンの高感度分離定量 (2012)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 徹, 荒川 哲大, 平出 正孝
  • 学会等名: 第72回分析化学会討論会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島市)
  • 年月日: 20120519-20
• [学会発表] ポリアリルアミン結合温度感応性高分子を用いる排水中フタルアルデヒドの簡便・迅速除去 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福島 皓太郎, 齋藤 徹, 平出 正孝
  • 学会等名: 2011年日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 徳島大学(徳島市)
  • 年月日: 20111112-13
• [学会発表] 熱応答性高分子が形成する疎水性場における蛍光プローブのエキシマー発光 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小川 陽, 上原 伸夫, 清水 得夫
  • 学会等名: 日本分析化学会第60年会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 20110914-16
• [学会発表] カスケード型高倍率濃縮分離システムの構築と分析化学的応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高貝 慶隆
  • 学会等名: 日本分析化学会第60年会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 20110914-16
• [学会発表] Thermo- responsive polymer-mediated extraction of antibacterial agents from water (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Saitoh, K. Asano, M. Hiraide
  • 学会等名: EURO Analysis16
  • 発表場所: Belgrade (Servia)
  • 年月日: 20110911-15
• [学会発表] Effective collection of hydrophobic organic pollutants in water with aluminum hydroxide and hydrophobically modified polyacrylic acid (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Saitoh, N. Ohno, M. Hiraide
  • 発表場所: Ottawa (Canada)
  • 年月日: 20110817-19
• [学会発表] Thermal-induced growth of gold nano- particles conjugated with thermoresponsive polymers (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Uehara, M. Fujita, O. Yoshida, T. Shimizu
  • 学会等名: International Congress of Analytical Sciences
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都市)
  • 年月日: 20110522-26
• [図書] これからの環境化学入門 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小熊 幸一, 上原 伸夫, 保倉明子, 林英男
  • 総ページ数: 262
  • 出版者: 講談社
• [図書] (分担) 分析化学用語辞典 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上原 伸夫, 高貝 慶隆
  • 総ページ数: 560
  • 出版者: 日本分析化学会編
• [図書] 環境水中の変異原性物質の微量計測法の開発, "阿武隈川流域の環境学", 福島大学自然共生・再生研究プロジェクト (2011)
  • 著者名/発表者名: 高貝 慶隆
  • 総ページ数: 14
  • 出版者: 福島民報社