2014 Fiscal Year Research-status Report
環境保全を指向した新規有機ホスト無機複合体による特異な分離および反応場の創製
| Project/Area Number |
26340060
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
松宮 弘明 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 准教授 (10362287)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | アドミセル / 界面活性剤 / 金属ナノ粒子 / 常温溶融塩 / パークロロエチレン / 5-ヒドロキシメチルフルフラール |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
天然の酵素や微生物を環境浄化に利用する試みは数多いが、一般に生物分解は操作条件に敏感であり、また汚染物質との接触効率を高めることが難しく、長時間の処理を要するなどの問題点がある。本研究では、これらの諸問題をバイオ技術とは別のアプローチで解決することを考え、酵素様活性を示す新規有機ホスト無機複合体を調製し、これに水中の汚染物質を濃縮した後そのまま分解・低害化する高効率な環境浄化システムの構築を目指した。
パークロロエチレンは環境汚染物質の一つであり、特に土壌汚染では当該物質が地下水を媒介として拡散するため、汚染水の迅速処理は重要な課題である。パークロロエチレンは金属鉄粒子表面で還元的に脱塩素分解され、最終的にはエチレンになり無害化される。この反応は、鉄とニッケルの複合化により更に促進される。そこで、多孔質シリカゲルの細孔内に鉄/ニッケル粒子とアルキルアンモニウム塩系カチオン界面活性剤分子膜を複合保持した有機ホスト無機複合体を調製し、水中からパークロロエチレンを捕集して分解した。パークロロエチレンは界面活性剤分子膜（吸着ミセル・アドミセル）に捕捉され、鉄/ニッケル粒子と効率よく接触し、速やかに分解された。シリカゲルの細孔径や界面活性剤の分子構造を系統的に変化させ、鉄/ニッケル粒子形成に対するテンプレート効果や、パークロロエチレンのアドミセルへの分配挙動を検討し、今後の高性能化に向けての有用な知見を得た。
一方、アルキルアンモニウム塩を反応媒体として用い、バイオマス関連物質であるグルコースを5-ヒドロキシメチルフルフラールへ変換した。これは、高エネルギー燃料やプラスチックの原料となり、バイオマス有効利用において重要な中間物質として注目されている。反応条件を系統的に検討したところ、ホウ酸を反応促進剤として複合使用すると満足すべき収率が得られた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究の第一の目的は水中の環境汚染物質の捕集および分解であるが、これに対して本年度は基礎的な検討が系統的に進められ、今後の高性能化に向けての有用な知見が得られた。また、次年度に検討予定であったバイオマスの再資源化について、予備的な検討が十分に進められた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
パークロロエチレンの処理に関しては、汚染水中には天然起源のフミン物質が共存しているので、その影響を重点的に検討する。バイオマスの再資源化については、グルコースから更に実原料側に遡り、セルロースからの5-ヒドロキシメチルフルフラールの合成を検討する。
|
