自然環境水中のリン回収・肥料化のためのタンニン/無機複合体吸着剤の開発

开发单宁/无机复合吸附剂从自然环境水中回收磷并将其转化为肥料

• 批准号: 19651030
• 负责人: 中野 義夫
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19651030/
• 关键词: タンニン; 3価鉄イオン; リン回収; 肥料; 無機複合体吸着剤; 自然環境水

自然環境中に存在しているリンを低コストで、再資源化する手段の一つとして、安価な天然由来のタンニン分子をゲル化した三次元網目構造を有するタンニンゲル担体に鉄を導入したタンニン/無機複合体(FeO_xTG)を創製し、鉄の形態評価およびリン吸着能試験を行った。タンニン/鉄複合体(FeO_xTG)中の鉄の形態評価:鉄が71.5mg-Fe/g-gel導入されたFeO_xTG中の鉄の形態をメスバウアーおよびX線吸収微細構造解析(XAFS)を用いて評価した。その結果、鉄は3価の鉄としてタンニンゲルのB環にあるオルト位フェノール性水酸基の部位にモノ錯体として導入されていることを明らかにした。ついで、XAFSの結果から、鉄の化学形態はα-FeOOH 類似の水酸化物形態で存在することを示した。リン吸着能試験:FeO_xTG単位表面積当りのリン吸着容量は51.8〜97.2mg/m^2であった。この値は現在、水処理用リン吸着剤(各種鉄酸化物)の容量に比べて600〜1130倍と極めて大きいことが明らかとなった。FeO_xTGのリン酸イオンの吸着は、各種塩(Na_2SO_4, NaNO_3,NaCL)が、解離した共存イオン下においても吸着量が減少しないことから、この現象は、ゲル/液界面において、カチオン交換により溶離した鉄イオンが、ゲルネットワーク近傍でリン酸イオンと結合し、ゲルを構成している分子鎖上に吸着・析出する機構に基づくと推察される。本研究で開発したFeO_xTGは、水処理用の吸着剤としての利用はもとより、自然環境中のリンの循環過程において、余剰のリンを回収し、リン肥料として再資源化することが可能であることを示した。

Natural environment exist に し て い る リ ン を low コ ス ト で, recycling す の る means a つ と し て, Ann 価 な natural origin の タ ン ニ ン molecular を ゲ ル change し た three dimensional mesh structure を す る タ ン ニ ン ゲ ル supporter に iron objects を import し た タ ン ニ ン / inorganic composite (FeO_xTG) を created し objects, iron の form review 価 お よ び リ ン sorption can Experiment を line った. タ ン ニ ン objects/iron complex objects (FeO_xTG) の iron の form reviewing 価 : iron objects が 71.5 mg - Fe/g - gel import さ れ た FeO_xTG の iron objects in the の form を メ ス バ ウ ア ー お よ び X-ray 収 absorption fine structure (XAFS) を with い て review 価 し た. そ の results, iron objects は 3 価 の iron objects と し て タ ン ニ ン ゲ ル の B ring に あ る オ ル ト a フ ェ ノ ー ル sexual water acid radical の parts に モ ノ misprinted と し て import さ れ て い る こ と を Ming ら か に し た. つ い で, XAFS の results か ら objects, iron の は alpha FeOOH similar chemical form の water acidification exist form で す る こ と を shown し た. リ ン sorption test: FeO_xTG 単 a surface area when り の リ ン は sorption capacity of 51.8 ~ 97.2 mg/m ^ 2 で あ っ た. こ の numerical は now, water 処 use リ ン sorption tonic (all kinds of iron objects acidification) に の capacity than べ て 600 ~ 1130 times と extremely め て big き い こ と が Ming ら か と な っ た. FeO_xTG <s:1> リ <s:1> acid shell <e:1> リ is adsorbed with リ and various salts (na _2so ₄, が NaNO_3, NaCL), dissociative し た coexistence イ オ ン under に お い て も が sorption quantity reduce し な い こ と か ら, こ の は, ゲ ル / liquid interface に お い て, カ チ オ ン exchange に よ り dissolved from し た iron objects イ オ ン が, ゲ ル ネ ッ ト ワ ー ク nearly alongside で リ ン acid イ オ ン と し, ゲ ル を constitute し て い る molecular lock に sorption, precipitation The する agency に is based on づくと to investigate される. This research で open 発 し た FeO_xTG は, water 処 with の sorption tonic と し て の using は も と よ り, natural environment の リ ン の cycle に お い て and turning の リ ン を back 収 し, リ ン fertilizer と し て recycling す る こ と が may で あ る こ と を shown し た.

项目成果

Synthesis of Polyelectrolyte-Iron Complex Hydrogel for the Adsorbent of Phosphate

磷酸盐吸附剂聚电解质-铁络合物水凝胶的合成

• 发表时间: 2009
• 作者: Y. Seida;Y. Oinuma;Y. Nakano
• 通讯作者: Y. Nakano

タンニン/鉄複合吸着剤によるリン吸着特性の評価

单宁/铁复合吸附剂吸附磷性能评价

• 发表时间: 2008
• 作者: 生沼安美;尾形剛志;森貞真太郎;清田佳美;中野義夫
• 通讯作者: 中野義夫

Thermo-responsitive of the polyacrylate-adsorbed Metal Cation and its Hydration Structure

聚丙烯酸酯吸附金属阳离子的热响应性及其水化结构

• 发表时间: 2009
• 期刊: Adosorption Science & Technology 26
• 作者: Y. . Seida;T. Imai;K. Murata;Y. Nakano
• 通讯作者: Y. Nakano

環境水中からのリン資源回収に向けたタンニン/鉄複合吸着剤の開発

单宁/铁复合吸附剂的开发用于从环境水中回收磷资源

• 发表时间: 2008
• 作者: 生沼安美;尾形剛志;森貞真太郎;清田佳美;中野義夫
• 通讯作者: 中野義夫

タンニン/無機複合化による高容量リン吸着剤の開発

单宁/无机复合材料高容量磷吸附剂的研制

• 发表时间: 2008
• 作者: 生沼安美;尾形剛志;森貞真太郎;清田佳美;中野義夫
• 通讯作者: 中野義夫