Creation of high-density drug-selective air-water interface for the sustainable and efficient aqueous separation system

创建高密度药物选择性空气-水界面，用于可持续、高效的水分离系统

• 批准号: 22H02115
• 负责人: 齋藤 徹
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Kitami Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02115/
• 关键词: 気液界面; 気泡; 膜分離; 触媒; 薬物; 塩基性色素; 排水処理; 精製技術; 浮選

気液界面への薬物および色素の選択的吸着現象に基づく２つの分離技術として、気泡分離（無界面活性剤浮選）－析出技術および気泡増幅精密ろ過技術を創案した。気泡分離（無界面活性剤浮選）－析出技術については、薬物合成後の粗製物をフローテーション分離し、３回の繰り返しにより、繰り返し再結晶により得られる高純度物質と同等の高純度品に精製することができた。原料物質や中間体と比較して気液界面への吸着性が高い生成物が優先的に気泡と共に水中を上昇し、水面付近で濃縮されることにより析出したと考えられる。気液界面近傍における分子動力学シミュレーションの計算結果および動的表面張力の測定結果より、生成物、特に塩基性薬物や色素が気液界面に優先的に吸着することが明らかになった。薬物原料（ビルデイングブロック）と薬物について気液界面の吸着性と気泡分離による回収率を求め、気泡分離技術の適用指針を得た。気泡増幅精密ろ過技術については、ホモジナイザーで気泡を発生させながら、親水性PTFEメンブレンフィルター（孔径0.2マイクロメートル）を通過させると、気液界面への吸着性の高い色素が選択的に阻止されるようになった。色素の阻止率は、気泡の発生量、すなわち気液界面積の増加につれて増加した。気液界面への吸着性は色素の疎水性と相関したことから、本法においても、原料物質と成績物との相互分離に適用できると期待される。しかし、さらに気液界面積を増加させるために気泡径を小さくすると、気泡がメンブレンフィルターの孔を通過するようになり、色素は阻止されなくなった。

気 liquid interface へ の 薬 content お よ び pigment の sentaku sorption phenomenon に base づ く 2 つ の separation technology と し て, 気 bubble separation (no interface active tonic flotation) - precipitation technology お よ び 気 bubble raised precision ろ picture too technical を gestate し た. 気 bubble separation (no interface active tonic flotation) - precipitation technology に つ い て は, after synthesized 薬 の crude を フ ロ ー テ ー シ ョ ン separation し, 3 back の Qiao り return し に よ り, Qiao り return し recrystallization に よ り must ら れ る high-purity material と equal の high purity product に す る こ と が で き た. や raw material intermediates と compare し て 気 liquid interface へ の sorption が high い products が priority に と 気 bubble rising を し に water, the water pay nearly で enrichment さ れ る こ と に よ り precipitation し た と exam え ら れ る. 気 liquid interface nearly alongside に お け る molecular dynamics シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の results お よ び dynamic surface tension measurements of の よ り, products, special に salt basic 薬 content や pigment が 気 liquid interface に priority に sorption す る こ と が Ming ら か に な っ た. 薬 content materials (ビ ル デ イ ン グ ブ ロ ッ ク) と 薬 content に つ い て 気 liquid interface の sorption sex と 気 bubble separation に よ る 収 rate back を め, 気 foam separation technology の applicable pointer を た. 気 bubble rights of precision ろ through technology に つ い て は, ホ モ ジ ナ イ ザ ー で 気 bubble を 発 raw さ せ な が ら, hydrophilic PTFE メ ン ブ レ ン フ ィ ル タ ー (aperture 0.2 マ イ ク ロ メ ー ト ル) を through さ せ る と, 気 liquid interface へ の sorption の high い pigment from が sentaku に prevent さ れ る よ う に な っ た. The pigment <s:1> inhibition rate <e:1>, the amount of bubble occurrence, and the すなわち gas-liquid interface area <s:1> increase に れて れて increase <s:1> た. 気 liquid interface へ の sorption は pigment from の 疎 aqueous phase と masato し た こ と か ら, this law に お い て も, raw material と grades と の separated に applicable で き る と expect さ れ る. し か し, さ ら に 気 fluid boundary area を raised plus さ せ る た め に 気 bubble diameter を small さ く す る と, 気 が メ ン ブ レ ン フ ィ ル タ ー を の hole through す る よ う に な り, pigment は stop さ れ な く な っ た.

项目成果

ウルトラファインバブルを用いた貴金属複合ナノ粒子の超音波合成

利用超细气泡超声合成贵金属复合纳米颗粒

• 发表时间: 2022
• 作者: 岩田卓弥;安田啓司
• 通讯作者: 安田啓司

Study on the efficiency of a transducer for sonochemistry by calorimetry

量热法声化学换能器效率研究

• DOI: 10.35848/1347-4065/ac4820
• 发表时间: 2022
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Asakura Yoshiyuki;Yasuda Keiji
• 通讯作者: Yasuda Keiji

気泡を用いる低環境負荷塩基触媒反応

使用气泡的低环境影响基础催化反应

• 发表时间: 2022
• 作者: 児玉 康輝;Ngo Thi Thu Thao;岩田 卓弥;安田 啓司;齋藤 徹
• 通讯作者: 齋藤 徹

気泡分離による水中塩基性色素の迅速除去

通过气泡分离快速去除水中的碱性染料

• 发表时间: 2022
• 作者: 齋藤 徹;大岩真子;児玉 康輝
• 通讯作者: 児玉 康輝

気泡を利用した精密ろ過膜の物質阻止能力向上

利用气泡提高微滤膜的物质阻挡能力

• 发表时间: 2022
• 作者: 児玉 康輝;千原 悠;齋藤 徹
• 通讯作者: 齋藤 徹