量子ドット・ランタノイド複合光触媒を活用した新興微量汚染物処理技術の開発

利用量子点和镧系复合光催化剂开发新兴微污染物处理技术

• 批准号: 19F19349
• 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: 2019-11-08 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19349/
• 关键词: 促進酸化処理; 量子ドット; ランタノイド; 新興微量汚染物質; 分解除去; 新興微量汚染物; 分解処理技術; 光触媒

本研究では、量子ドットを活用することで、新興微量汚染物質を高効率で除去可能な新たな促進酸化処理技術の開発を行った。炭素量子ドット（CQDs）は量子スケールにおいて発揮するユニークな静電的・物理化学的特性を有し、高い汚染物質吸着性や電荷分離能が期待される。さらに、ランタノイド等の金属で修飾することにより、光を逐次的に吸収させ、近赤外や可視光から紫外光へ変換することも期待できる。研究二年目では、炭素材料としてCQDやグラファイト状窒化炭素（g-C3N4）、また、ならびに触媒としてBi2WO6、Er2WO6、ZrV2O7を用いて複合系触媒を合成した。そして、SETやTEM, EDS等を用いた物性評価を行い、触媒粒子がナノスケールで均一に分散していること、ならびに、高い表面積を有することが確認された。Tauc解析から、合成された触媒は、従来の二酸化チタンより低いバンドギャップを有することが明らかとなった。開発された触媒を用いて、光照射下でカルボフランならびにアトラジンの分解試験を実施した。その結果、複合材を使用した系では、CQDsならびにg-C3N4の単体を使用した系と比較して、3-30倍程度汚染物質の除去効率が上昇した。CQDs/Bi2WO6の複合材を使用した系では、他の複合材と比較して1.3-3倍、除去効率が上がった。以上の複合系触媒の使用による除去効率の向上は、炭素材料とランタノイド触媒の間に発生する相乗効果（バンドギャップ低下等）に起因するものと考えられる。

This study aims to promote the development of acidizing treatment technology by using quantum technology and removing possible trace pollutants with high efficiency. Carbon Quantum Devices (CQDs) are expected to have electrostatic, physicochemical properties, adsorption properties and charge separation properties of highly contaminated substances. In addition, the metal decoration such as aluminum, aluminum, In the past two years, the synthesis of carbon materials such as CQD, C3N4, Bi2WO6, Er2WO6 and ZrV2O7 has been studied. For example, SET, TEM, EDS, etc. are used to evaluate the physical properties of the catalyst particles. The catalyst particles are uniformly dispersed and have a high surface area. Tauc analysis, synthesis, and acidification The catalyst for development is used in the process of decomposition under light irradiation. As a result, the removal efficiency of pollutants increased by 3-30 times compared with the use of single materials such as CQDs and g-C3N4. CQDs/Bi2WO6 composite material is used in the same way as other composite materials, and the removal efficiency is 1.3-3 times higher than other composite materials. The use of the above composite catalyst, removal efficiency, carbon materials and catalyst generation phase effect (such as low temperature), the cause of the problem

项目成果

エジプト・日本科学技術大学(エジプト)

埃日科技大学（埃及）

MIL-53(Al)/ZnO coated plates with high photocatalytic activity for extended degradation of trimethoprim via novel photocatalytic reactor

• DOI: 10.1016/j.seppur.2020.117173
• 发表时间: 2020-10
• 期刊: Separation and Purification Technology
• 影响因子: 8.6
• 作者: M. Samy;Mona G. Ibrahim;Mohamed Gar Alalm;M. Fujii

CNTs/MOF-808 painted plates for extended treatment of pharmaceutical and agrochemical wastewaters in a novel photocatalytic reactor

• DOI: 10.1016/j.cej.2020.127152
• 发表时间: 2021-02-15
• 期刊: CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
• 影响因子: 15.1
• 作者: Samy, Mahmoud;Ibrahim, Mona G.;Alalm, Mohamed Gar
• 通讯作者: Alalm, Mohamed Gar

エジプト・日本科学技術大学/マンスーラ大学/アレキサンドリア大学(エジプト)

埃及/日本科技大学/曼苏拉大学/亚历山大大学（埃及）

Innovative photocatalytic reactor for the degradation of chlorpyrifos using a coated composite of ZrV2O7 and graphene nano-platelets

• DOI: 10.1016/j.cej.2020.124974
• 发表时间: 2020-09-01
• 期刊: CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
• 影响因子: 15.1
• 作者: Samy, Mahmoud;Ibrahim, Mona G.;ElKady, Marwa
• 通讯作者: ElKady, Marwa