下水処理水からの難分解性有機物除去を目的としたナノカーボン複合吸着材の開発

开发去除污水中持久性有机物的纳米碳复合吸附剂

• 批准号: 19F19055
• 负责人: 藤井 学
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-07-24 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19055/
• 关键词: 難分解性有機物; カーボンナノチューブ; 複合材; 吸着除去; ナノ炭素吸着材; 難分解有機物; 除去技術

今年度の研究では、化学酸化ならびに沈殿法によりナノカーボン-金属複合材の合成を行い、難分解性有機物（代表汚染物としてカルボフランを使用）の分解効率向上を図った。炭素材としてはカーボンナノチューブを、金属としては酸化鉄ナノ粒子（磁鉄鉱）を用いて合成を行った。合成された複合材の物性に関して、各種高度分析（XRD、FTIR、BET、TEM等）により結晶構造や官能基、表面積、粒子形状等を明らかにした。合成された複合材ならびにカーボンナノチューブ単体を用いた汚染物分解試験を実施した結果、反応系のpHや複合体濃度、反応時間等の諸条件により分解程度（全有機炭素濃度の除去量）は異なったものの、複合材はカーボンナノチューブ単体より汚染物質の分解においておよそ２倍程度高効率であることが分かった。合成された複合体に含まれる鉄イオンがフェントン様反応によりヒドロキシラジカルなどの活性酸素種の生成を促進させ、この酸化作用と炭素材への吸着作用の相乗効果により効率的な分解・吸着除去が生じることが分かった。また、当該試験では、全有機炭素濃度の変化のみならず、分解過程で生じる変換物質を液体クロマトグラフィー質量分析（LC-MS）により同定した。さらに、複合材の再利用性を評価するため、同一の複合材を用いた汚染物処理試験を４連続で実施し、試験後においても分解効率は20%程度の低下にとどまることが分かった。以上の暗条件の実験に加え、明条件の試験において汚染物の分解効率が高まったことから、複合体は光触媒活性を有することが明らかとなった。複合体の持つ光触媒活性の詳細については、今後の検討課題である。以上、今年度の研究では、新たにナノカーボン-金属複合材を合成し、この複合材を水処理試験に供することで、より効率的な汚染物質除去が可能となることが分かった。

Our の research で は, chemical acidification な ら び に Shen Dian method に よ り ナ ノ カ ー ボ ン - metal compound material の synthetic を い, difficult to decompose organic matter (representative pollutant と し て カ ル ボ フ ラ ン を use) unseen の decomposition rate upward を 図 っ た. Carbon material と し て は カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ を, metal と し て は acidification iron objects ナ ノ particles (magnetic iron objects 鉱) を with い synthetic line を っ て た. Synthetic さ れ た compound material properties の に masato し て, analysis of various heights (XRD, FTIR, BET, TEM, etc.) に よ り や crystallization structure of functionality, such as surface area, particle shape を Ming ら か に し た. Synthetic さ れ た compound material な ら び に カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ を 単 body with い た test the contaminants を be applied し た result, anti 応 の pH や complex の conditions such as concentration, anti 応 time に よ り decomposition degree (の removing the amount of total organic carbon concentration) は different な っ た も の の, composite material は カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ 単 body よ り pollutants decomposition に の Youdaoplaceholder0 お ておよそ2 times high efficiency である とが points った った. Synthetic さ れ た complex contains に ま れ る iron objects イ オ ン が フ ェ ン ト ン others against 応 に よ り ヒ ド ロ キ シ ラ ジ カ ル な ど の acid active element of の generation を promote さ せ, こ の acidification と carbon material へ の sorption role の 乗 unseen fruit に よ り sharper rate · sorption な decomposition to remove が raw じ る こ と が points か っ た. ま た, when the test で は, total organic carbon concentration の variations change の み な ら ず で, decomposition process raw じ る variations in material を liquid ク ロ マ ト グ ラ フ ィ ー quality analysis (LC - MS) に よ り with fixed し た. さ ら に, compound material の reuse を review 価 す る た め, same の compound material を い た pollutants 処 principle test を 4 even 続 で be し, after test に お い て も decomposition degree of unseen は 20% low の に と ど ま る こ と が points か っ た. Above の の dark conditions be 験 の に え, Ming condition test に お い て pollutants の high decomposition rate of unseen が ま っ た こ と か ら, complex は を photocatalytic activity have す る こ と が Ming ら か と な っ た. The details of the <s:1> photocatalyst activity <s:1> of the complex are に に て て て, and the topic will be discussed in 検 in the future である. Above, our の で は, new た に ナ ノ カ ー ボ ン - metal compound material を synthetic し, こ の compound material を 処 manage water test for す に る こ と で, よ り sharper rate な pollutants may remove が と な る こ と が points か っ た.

项目成果

Response of anammox bacteria to short-term exposure of 1,4-dioxane: Bacterial activity and community dynamics

厌氧氨氧化细菌对 1,4-二恶烷短期暴露的反应：细菌活性和群落动态

• DOI: 10.1016/j.seppur.2021.118539
• 发表时间: 2021-03-10
• 期刊: SEPARATION AND PURIFICATION TECHNOLOGY
• 影响因子: 8.6
• 作者: Ismail, Sherif;Elreedy, Ahmed;Tawfik, Ahmed
• 通讯作者: Tawfik, Ahmed

Fatigue of anammox consortia under long-term 1,4-dioxane exposure and recovery potential: N-kinetics and microbial dynamics

长期 1,4-二恶烷暴露下厌氧氨氧化菌群的疲劳和恢复潜力：N 动力学和微生物动力学

• DOI: 10.1016/j.jhazmat.2021.125533
• 发表时间: 2021-03-10
• 期刊: JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS
• 影响因子: 13.6
• 作者: Ismail, Sherif;Elreedy, Ahmed;Elsamadony, Mohamed
• 通讯作者: Elsamadony, Mohamed

Mansoura University(エジプト)

曼苏拉大学（埃及）

Optimizing Key Affecting Parameters of Batch Integrated Dark/Photo Fermentation Processes Using Starchy Wastewater

利用淀粉废水优化批量集成暗/光发酵工艺的关键影响参数

• 发表时间: 2019
• 作者: Khaled ELSHARKAWY;Mohamed ELSAMADONY;Mohamed GAR ALALM;Manabu FUJII;Hafez AFIFY
• 通讯作者: Hafez AFIFY

Unraveling the capability of graphene nanosheets and γ-Fe2O3 nanoparticles to stimulate anammox granular sludge

• DOI: 10.1016/j.jenvman.2020.111495
• 发表时间: 2021-01-01
• 期刊: JOURNAL OF ENVIRONMENTAL MANAGEMENT
• 影响因子: 8.7
• 作者: Elreedy, Ahmed;Ismail, Sherif;Elsamadony, Mohamed
• 通讯作者: Elsamadony, Mohamed