水質汚染物質の吸着・分解除去のための高性能活性炭の設計

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23510091
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 町田 基 千葉大学, 総合安全衛生管理機構, 教授 (30344964)
• 連携研究者: 天野 佳正 千葉大学, 大学院工学研究科(共生応用化学専攻)[兼]・総合安全衛生管理機構(環境安全部), 助教 (40517976)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 水質汚染物質 / 吸着除去 / 活性炭 / 表面化学 / 細孔 / 重金属イオン / 硝酸イオン / 染料

研究概要

炭素の構造と表面化学の観点から水質汚染物質の除去に適した活性炭の設計を試みた。種々の炭素化前駆体と賦活条件を試し，竹を水酸化ナトリウムで前処理してリグニン分を除いた後，リン酸を用いて活性炭を調製することによって，比表面積が2000 m2/g，メソ孔容量が0.9 m3/gの活性炭が調製できることを見出した。また，活性炭の表面を出発物質の原料を変えたり，表面酸化，高温アンモニア処理などさまざまな方法で表面改質したりして親水性をもたせたところ，従来の有機汚染物質の吸着量は減少したものの，重金属イオンなどの汚染物質の吸着性能を大幅に向上させることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Removal of 2-Methylisoborneol from aqueous solution by cattle manure compost (CMC) derived activated carbons (2014)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Watanabe, Muhammad Abbas Ahmad Zaini, Yoshimasa Amano, Motoi Machida
  • 雑誌名: Journal of Water Supply : Research and Technology-AQUA 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced lead (II) binding properties of heat-treated cattle-manure-compost-activated carbons (2014)
  • 著者名/発表者名: Muhammad Abbas Ahmad Zaini, Yoshimasa Amano, Motoi Machida
  • 雑誌名: Desalination and Water Treatment 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arsenic Adsorption by Activated Carbon with Different Amounts of Basic Sites under Different Solution pH and Coexistent Ions (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshimasa Amano, Yufuku Matsushita, Motoi Machida
  • 雑誌名: Separation Science and Technology 巻: vol. 49(3) ページ: 345-353
  • 査読あり
• [雑誌論文] リン酸賦活による竹由来のメソ孔活性炭の調製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 畠源英,天野佳正,相川正美,町田基,今関文夫
  • 雑誌名: 炭素 巻: vol. 261 ページ: 2-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface properties and water vapor adsorption - desorption characteristics of bamboo-based activated carbon (2013)
  • 著者名/発表者名: Rui Wang, Yoshimasa Amano, Motoi Machida
  • 雑誌名: Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 巻: vol. 104 ページ: 667-674
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Surface Property of Activated Carbon on Adsorption of Nitrate Ion (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Iida, Yoshimasa Amano, Motoi Machida, Fumio Imazeki
  • 雑誌名: Chemical and Pharmaceutical Bulletin 巻: vol. 61 ページ: 1173-1177
  • 査読あり
• [雑誌論文] 活性炭の酸化条件がカドミウムイオンの吸着におよぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹内 宏拓, 天野 佳正, 相川 正美, 町田基, 今関 文夫
  • 雑誌名: 化学工学論文集 巻: vol. 39 ページ: 508-513
  • 査読あり
• [雑誌論文] 活性炭の表面状態が硝酸イオンの吸着に及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 飯田 達也, 天野 佳正, 相川 正美, 町田基
  • 雑誌名: 環境化学 巻: vol. 23(2) ページ: 91-94
  • 査読あり
• [雑誌論文] Removal of nitrate ions from water by activated carbons (ACs) - Influence of surface chemistry of ACs and coexisting chloride and sulfate ions (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazunari Ota, Yoshimasa Amano, Masami Aikawa, Motoi Machida
  • 雑誌名: Applied Surface Science 巻: vol. 276 ページ: 838-842
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitrobenzene Vapor Adsorption on Activated Carbon with Surface Oxygen Functional Groups (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Yoshida, Yoshimasa Amano, Motoi Machida
  • 雑誌名: 化学工学論文集 巻: vol. 39 ページ: 307-309
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of Cr(VI) Varying with the Surface Properties of Activated Carbon (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaru Iwanaga, Hiroaki Yoshida, Yoshimasa Amano, Motoi Machida
  • 雑誌名: 環境化学 巻: vol. 23 ページ: 19-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] 表面酸性官能基を有する活性炭によるニトロベンゼンの気相吸着 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田博明, 天野佳正, 町田基
  • 雑誌名: 化学工学論文集 巻: vol. 39 ページ: 307-309
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxidative coupling and dechlorination of aromatic compounds on modified activated carbon (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaru Iwanaga, Yoshimasa Amano, Masami Aikawa, Motoi Machida
  • 雑誌名: TNASO(炭素) 巻: vol. 257 ページ: 103-109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aromatic compound adsorption from aqueous solution on activated carbons - Effects of adsorbate polarity and surface functional groups - (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Yoshida, Yoshimasa Amano, Tom Bizley, Babak Fotoohi, Louis Mercier, Motoi Machida
  • 雑誌名: TANSO(炭素) 巻: vol. 257 ページ: 116-123
  • 査読あり
• [雑誌論文] The adsorption mechanism and rapid screening of activated carbon for 2-methylisoborneol adsorption (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Watanabe, Yoshimasa Amano, Motoi Machida
  • 雑誌名: TANSO(炭素) 巻: vol. 257 ページ: 124-134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adsorption of Organic Compounds with Different Molecular Sizes on Activated Carbons with Different Pore Diameters (2013)
  • 著者名/発表者名: Shohei Oishi, Yoshimasa Amano, Motoi Machida
  • 雑誌名: 化学工学論文集 巻: vol. 46 ページ: 134-141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Screening of powdered activated carbons to remove 2-methylisoborneol for drinking water (2012)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Watanabe, Yoshimasa Amano, Motoi Machida
  • 雑誌名: Water Science and Technology : Water Supply 巻: vol. 12 ページ: 300-308
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adsorption of Cd(II) onto Activated Carbon Fiber Prepared by Urea Treatment (2012)
  • 著者名/発表者名: Mami Furuyado, Tomonori Ohba, Yoshimasa Amano, Motoi Machida
  • 雑誌名: 化学工学論文集 巻: vol. 38 ページ: 242-249
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cadmium(II) and lead(II) adsorption onto hetero-atom functional mesoporous silica and activated carbon (2012)
  • 著者名/発表者名: Motoi Machida, Babak Fotoohi, Yoshimasa Amano, Louis Mercier
  • 雑誌名: Applied Surface Science 巻: vol. 58 ページ: 7389-7394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cadmium(II) adsorption using functional mesoporous silica and activated carbon (2012)
  • 著者名/発表者名: Motoi Machida, Babak Fotoohi, Yoshimasa Amano, Tomonori Ohba, Hirofumi Kanoh, Louis Mercier
  • 雑誌名: Journal of Hazardous Materials 巻: vol. 221-222 ページ: 220-227
  • 査読あり
• [学会発表] Removal of pollutants from aqueous solution using various activated carbons (2012)
  • 著者名/発表者名: Motoi Machida, Yoshimasa Amano
  • 学会等名: The 5th Indonesia Japan Joint Scientific Symposium 2012 (IJJSS 2012)
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 20121025-28
  • 招待講演
• [学会発表] 活性炭の細孔構造と表面化学によって変化する液相における吸着特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 町田 基
  • 学会等名: 第5回 CPC 研究会
  • 発表場所: 東京(連合会館)
  • 年月日: 2012-10-19
  • 招待講演
• [学会発表] 活性炭による水質汚染物質の吸着除去 (2012)
  • 著者名/発表者名: 町田 基
  • 学会等名: 第13回エコカーボン研究会
  • 発表場所: 明星大学(日野キャンパス)
  • 年月日: 2012-08-03
  • 招待講演
• [学会発表] 吸着剤の表面構造によって変化する水質汚染物質の吸着除去特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 町田 基
  • 学会等名: 触媒学会千葉地区講演会
  • 発表場所: 千葉大学(西千葉キャンパス)
  • 年月日: 2012-06-08
  • 招待講演
• [備考] ホームページ等 : 千葉大院工学研究科共生応化15研
  • URL: http://chem.tf.chiba-u.jp/gacb15/index.html