Fabrication of high-performance fluorine remover to solve African water problems

制造高性能除氟剂解决非洲水问题

• 批准号: 22H00568
• 负责人: 手嶋 勝弥
• 金额: $ 26.54万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00568/
• 关键词: フラックス法; フッ素除去材; 結晶; 層状化合物; 超空間制御

本研究は次の4つの研究課題「(1)LDH組成・原子配列制御」，(2)LDH結晶発達面制御，(3)LDH結晶表面積・三次元構造制御および(4)東アフリカ地域でのFS実証」から成る。特に，本年度は課題(1)と(4)を実施計画に掲げ，実行した。課題(1)では，ターゲットとしてMg/Al系LDHを，比較としてZn/Al系LDHを選択した。このLDHの原子配列制御に関し，(A)電荷補償イオンガイド法(面内原子配列制御)，(B)トポタクティック変換法(面外原子配列制御)および(C)アニオン混合型前駆体法の3つの制御方法を用いた。これにより，層電荷の面外方向への静電反発の異なる2つの積層様式，積層不整なし(Zn/Al系)とあり(Mg/Al系)を作製できた。これを用い，イオン吸着容量と水和挙動への影響を詳細に分析した。積層不整の有無により，イオン吸着容量が大きく変化することを見いだした。また，積層不整がない場合，陰イオンの吸着により層間イオンが脱水和する可能性が示唆された。つまり，陰イオン交換反応様式が異なると考える。Mg/Al系LDHは，層電荷が面外方向に対して接近しているため，静電反発し，イオン交換反応にともなって層間は膨潤すると考える。この膨潤機構により，水和過程のエネルギー障壁を低減でき，陰イオンの交換反応を著しく促進すると考える。また，層間の陰イオンを除去した焼成体(酸化物)を作製し，そのメモリー効果法による陰イオン吸着性能も評価したところ，通常のイオン交換反応よりも高い吸着容量を得た。課題(4)では，タンザニア・レマンダ村に緩速ろ過型・小型浄水デバイスを設置し，上述の焼成体のフッ素吸着性能をFS評価した。その結果，現地水量にて，約18ppmのフッ化物イオン濃度を1.5ppm以下(WHO基準値)に低減することに成功した。また，FS試験により，各種課題を抽出できた。

In this study, we have completed four research projects, "(1) LDH configuration Atomic configuration Control", (2) LDH Crystal Surface Control, (3) LDH Crystal Surface three-dimensional Control and (4) FS formation. In particular, this year's project (1) (4) will carry out a plan to improve the performance of the project. Topic (1) in this article, please select the LDH for Mg/Al, and select the LDH for LDH. (a) charge LDH (in-plane atomic alignment), (B) atomic emission control (out-of-plane atomic alignment), (C) complex hybrid front-end method. In the out-of-plane direction of the load, the out-of-plane direction of the load is in the opposite direction, and the irregularities (Zn/ Al system) and the Mg/ Al system (Mg/ Al system) are active. Use the equipment, absorb the capacity of the water and make sure that the analysis is carried out. There is an increase in the absorption capacity of a large amount of water. The possibility of dehydration and instigation is indicated by the possibility of dehydration and instigation. I don't know, I don't know, I don't know. Mg/Al is a LDH system, which is close to the temperature in the out-of-plane direction of the payload, so that it can be used in the opposite direction. The expansion machine is used, the water and the process are affected, the barrier is low, and the communication is related to the promotion and improvement of the system. As a result, the absorption performance is very high. In general, the absorption capacity is high. Topic (4) subject (4), please do not know how to use the small-scale water supply equipment in the village. The above-mentioned adult absorptive capacity has good FS absorption performance. The results show that the amount of ground water is less than that of 18ppm, and the temperature is lower than 1.5ppm (WHO standard). All kinds of problems are drawn out from the FS.

项目成果

六ニオブ酸カリウム結晶のフラックス成長のその場観察

六铌酸钾晶体通量生长的原位观察

• 发表时间: 2023
• 期刊: 日本材料科学会誌 材料の科学と工学
• 作者: 森脇聖尊;林文隆;山田哲也;手嶋勝弥
• 通讯作者: 手嶋勝弥

信大クリスタル

新大水晶

水をキレイにする化学に資する信大クリスタル

Shindai Crystal 为净化水的化学做出贡献

• 发表时间: 2022
• 作者: 手嶋勝弥，林文隆，山田哲也，田中秀樹，寺島千晶

Charge Distribution Controls On‐Target Separation of Low Nucleophilicity Anions in Layered Double Hydroxides

• DOI: 10.1002/admi.202201484
• 发表时间: 2022-09
• 期刊: Advanced Materials Interfaces
• 影响因子: 5.4
• 作者: Tomohito Sudare;Shuhei Tamura;Maru Kashiwazaki;Yuki Nakamura;Kenta Kawaguchi;Hiromasa Shiiba;K. Fujisawa;Mongkol Tipplook;Hideki Tanaka;Fumitaka Hayashi;Katsuya Teshima

フラックスコーティング法が拓く結晶材料フロンティア

助焊剂涂覆法开辟结晶材料前沿

• 发表时间: 2022
• 作者: 小山偲歩;水谷友一;松本祥子;依田憲;手嶋勝弥，山田哲也，林文隆，寺島千晶
• 通讯作者: 手嶋勝弥，山田哲也，林文隆，寺島千晶