ミニマムエミッションを指向した生体模倣法による水環境中未利用フッ素の回収・資源化

使用仿生方法回收和再循环水生环境中未使用的氟，以尽量减少排放

• 批准号: 14780451
• 负责人: 袋布 昌幹
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Toyama National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780451/
• 关键词: フッ素化合物; バイオミメティックプロセス; ナノ表面構造; リン酸カルシウム; フッ素アパタイト; 微量分析; 複合材料; 産学連携; フッ素; 水環境; バイオミティックプロセス; 化学平衡論的解析

【研究目的】環境中に排出される各種水資源中に含まれている未利用フッ素を回収,資源化することを最終目的とし,(1)歯にフッ素が固定されるプロセスからヒントを得た生体模倣法を組み合わせたフッ素回収・資源化技術の構築および(2)水産業廃棄物などの未利用カルシウム資源を用いた水処理に用いる機能性材料の開発を行う。【研究成果】(1)生体模倣法による環境中フッ素化合物回収:歯にフッ素が固定されるプロセスであるリン酸水素カルシウム二水和物(DCPD)と水溶液低濃度フッ素化合物との反応機構を調べた結果,DCPDは水溶液中でその表面にナノスケールの微小結晶を析出させた「ナノ表面構造」を誘起した後,フッ化物イオンと速やかに反応し,難溶性のフッ素アパタイト(FAp)を生成することを示した。またこの種のナノ表面構造を誘起させたDCPDを用いて,地下水中や大気中の微量フッ素化合物を定量的に固定することができることを示した。また,DCPDとフッ化物イオンとの反応により生成したFAp中に含まれるフッ化物イオン量を定量する新しい手法を開発した。(2)フッ素を資源化できる機能性材料開発:民間企業との共同研究により,軽質炭酸カルシウム材料の生産プロセスにヒントを得て,石灰石とリン酸水溶液から,炭酸カルシウムとリン酸カルシウムのハイブリッド材料の合成に成功した。【今後の展望】本研究で得られた成果を発展させた内容で,現在NEDO技術開発機構産業技術研究助成の補助により環境中の微量フッ素化合物を固定・回収できる機能性材料開発およびその応用に関する研究を,環境省廃棄物処理等科学研究費補助金の補助により建設廃棄物中フッ素化合物の分析,除去に関する研究をスタートさせている。また,複数の企業との共同研究も実施しており,本研究の成果をさらに発展させることができると考えている。

【 objective 】 environment に discharge さ れ る contains various kinds of water に ま れ て い る unused フ ッ を 収 back, resource す る こ と を final purpose と し, (1) 歯 に フ ッ element が fixed さ れ る プ ロ セ ス か ら ヒ ン ト を た raw body imitate method を group み broken わ せ た フ ッ element, back to 収 の recycling technology, constructing お よ び (2) aquaculture 廃 outcast な ど の The カ シウム resources are not utilized. The を water treatment is carried out with the た water. The に functional materials are processed with the る る functional materials are developed. The を industry is う. . 【 results 】 (1) the raw body imitate method に よ る environment フ ッ element compounds back 収 : 歯 に フ ッ element が fixed さ れ る プ ロ セ ス で あ る リ ン acid water カ ル シ ウ ム two objects (DCPD) と low concentration aqueous solution and water フ ッ element compounds と の を 応 authorities transferred べ た results, DCPD は in aqueous solution, で そ の surface に ナ ノ ス ケ ー ル の tiny crystals を Precipitation さ せ た "ナ ノ surface structure" を induced し た after フ ッ compound イ オ ン と speed や か に anti 応 し, difficult soluble の フ ッ element ア パ タ イ ト (FAp) を generated す る こ と を shown し た. ま た こ の kind の ナ ノ surface structure を induced さ せ た DCPD を with い て, groundwater や large 気 の trace フ を ッ element compounds quantitative に fixed す る こ と が で き る こ と を shown し た. ま た, DCPD と フ ッ compound イ オ ン と の anti 応 に よ り generated し た FAp in に containing ま れ る フ ッ compound イ オ ン quantity を quantitative す る new し い gimmick を open 発 し た. Element (2) フ ッ を resource で き る functional materials open 発 : private enterprise と の joint research に よ り, 軽 quality carbon acid カ ル シ ウ の ム material production プ ロ セ ス に ヒ ン ト を て, limestone と リ ン acid aqueous solution か ら, carbon acid カ ル シ ウ ム と リ ン acid カ ル シ ウ ム の ハ イ ブ リ ッ の ド materials synthesis に successful し た. This study で の future 】 【 to ら れ た results を 発 exhibition さ せ た で content, now NEDO open 発 mechanism industry technology research to help into の subsidies に よ り environment の trace フ ッ element compounds を fixed, back 収 で き る functional materials open 発 お よ び そ の 応 with に masato す を る research, environment ministry 廃 outcast 処 reason such as scientific research grants の subsidies に よ り built Let the フッ element compounds in the 廃 waste be analyzed to remove the に related する and study the をスタ トさせて トさせて トさせて る る る. ま た, plural の enterprise と の joint research も be applied し て お り, this study achievements of の を さ ら に 発 exhibition さ せ る こ と が で き る と exam え て い る.

项目成果

水酸アパタイト-炭酸カルシウム複合粒子,およびその製造方法

羟基磷灰石-碳酸钙复合颗粒及其制造方法

• 发表时间: 2004

リン酸水素カルシウム二水和物(DCPD)と水溶液中低濃度フッ化物イオンとの反応

二水磷酸氢钙（DCPD）与低浓度氟离子水溶液的反应

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本セラミックス協会学術論文誌 113巻5号
• 作者: 袋布昌幹;丁子哲治
• 通讯作者: 丁子哲治

リン酸水素カルシウム二水和物(DCPD)を用いた地下水中微量フッ紊の簡易定量

使用二水磷酸氢钙 (DCPD) 简单测定地下水中的痕量氟化物

• 发表时间: 2005
• 期刊: 水環境学会誌 28巻3号
• 作者: 袋布昌幹;丁子哲治
• 通讯作者: 丁子哲治

リン酸水素カルシウムの製造方法

磷酸氢钙的生产方法

• 发表时间: 2004

Masamoto TAFU, Tetsuji CHOHJI: "Development of a Method for Simplified Determination of a Trace of Fluoride in the Air by Using Transform Reaction of Calcium Phosphate"Proceedings of 2nd Asian BioCeramics Symposium. 193-196 (2002)

Masamoto TAFU、Tetsuji CHOHJI：“利用磷酸钙的转化反应开发一种简化测定空气中微量氟化物的方法”第二届亚洲生物陶瓷研讨会论文集。