基本情報

所属
東北大学 大学院工学研究科・工学部 応用化学専攻 環境資源化学講座 資源循環化学分野 准教授
学位
博士(工学)(東北大学)

J-GLOBAL ID
200901082037808932
Researcher ID
P-7350-2017

外部リンク

研究キーワード

  3

論文

  228

MISC

  8

書籍等出版物

  5

講演・口頭発表等

  451

共同研究・競争的資金等の研究課題

  8

産業財産権

  10

社会貢献活動

  13

その他

  13
  • 2017年7月 - 2017年7月
    本研究では、アニオン交換能を有するMg-Al系層状複水酸化物(Mg-Al LDH)を処理剤として、休廃止鉱山坑廃水の処理を検討し、殿物の減容化を図る。Mg-Al LDHは、二価金属の水酸化物Mg(OH)2のMg2+の一部がAl3+で置換されることにより生ずる正電荷八面体層をホスト層とし、この正電荷を補償するアニオンと層間水からなるゲスト層がホスト層と交互に積み重なった構造をもつ。Mg-Al LDHは、水溶液中の様々なアニオンを、アニオン交換反応によって、その層間にインターカレート(取り込む)することができる。また、中和剤として機能するため、水溶液中の重金属のカチオンも水酸化物として取り除くことができる。
  • 2016年4月 - 2016年4月
    日本では、一般廃棄物の約80 %が焼却処理されている。一般廃棄物中にはCl、S、N分が含まれているため、焼却に際してHCl、SOx、及びNOxの酸性ガスが発生する。酸性ガス成分の中で濃度が最も高いHClは、大気汚染のほかに、焼却炉付属設備機器の激しい腐食の原因となるため、現在、乾式でCa(OH)2を用いて中和処理されている。処理後の反応生成物であるCaCl2は飛灰として集塵器で捕集され、薬剤を用いて重金属不溶化した後、焼却灰と共に埋立処分されるが、CaCl2は水に易溶なため、埋立処分場浸出水に容易にCa、Clが溶出する。高塩濃度の浸出水は、処理施設へのCaスケールの付着、塩腐食、及び放流先での塩害を引き起こし、飛灰の大量廃棄は、最終処分場の残余年数を逼迫している。そこで、申請者は、環境省科研費の助成によりMg-Al酸化物による新しいHClの処理法、さらにはSOx及びNOxの処理法を開発した。このMg-Al酸化物は、炭酸型Mg-Al系層状複水酸化物(CO3•Mg-Al LDH)を500℃で仮焼することにより得られる。CO3•Mg-Al LDHが、廃棄物焼却排ガスの処理に利用できれば、処理剤のコスト(仮焼に係る費用)を大幅に減らすことが期待できる。また、NOxはSCRが採用されるケースが多いが、SCR効率アップのためにボイラ蒸気による再加熱による発電効率低下の大きな要因となっている。そのため、酸性ガス処理コスト削減の期待と発電効率アップにも寄与できる。同時にHCl、SOx、NOx処理できる技術は無く、回収・再生が可能な素材であるため、資源循環できるのも大きなメリットである。すなわち、本研究では、CO3•Mg-Al LDHを利用した廃棄物焼却排ガス(HCl、SOx及びNOx)の新規処理技術を開発する。
  • 2015年7月 - 2015年7月
    本研究では、アニオン交換能を有するMg-Al系層状複水酸化物(Mg-Al LDH)を処理剤として、休廃止鉱山坑廃水の処理を検討し、殿物の減容化を図る。Mg-Al LDHは、二価金属の水酸化物Mg(OH)2のMg2+の一部がAl3+で置換されることにより生ずる正電荷八面体層をホスト層とし、この正電荷を補償するアニオンと層間水からなるゲスト層がホスト層と交互に積み重なった構造をもつ。Mg-Al LDHは、水溶液中の様々なアニオンを、アニオン交換反応によって、その層間にインターカレート(取り込む)することができる。また、中和剤として機能するため、水溶液中の重金属のカチオンも水酸化物として取り除くことができる。
  • 2014年4月 - 2014年4月
    層状複水酸化物(LDH)は、アニオン交換機能を有する層間化合物である。LDHは水溶液中で種々のアニオンを捕捉することができる。LDHは、ブルーサイト類似水酸化物のM2+の一部を、M3+で置換することにより生ずる正電荷八面体ホスト層の層間に、アニオン及び水がインターカレートした構造を有する。本研究では、還元能力を有する金属イオン(Rn+ = Co2+, Ni2+)をドープしたMg-Al-R LDHの合成、さらにはR-Al LDHの合成を行う。すなわち、捕捉・還元機能を有するLDHを開発する。そして、Mg-Al-R LDHやR-Al LDH を利用した新しい重金属排水の処理方法の開発にチャレンジする。Cr(Ⅵ)排水処理では、Cr2O72−及びCrO42−の捕捉、Cr3+への還元、Cr(OH)3の沈殿を同時に効率的に行う。Se排水処理では、SeO32-及びSeO42-の捕捉、還元反応によるSeの沈殿を同時に効率的に行う。同様にAs排水処理では、AsO33-及びAsO43-の捕捉、還元反応によるAs2O3の沈殿を同時に効率的に行う。
  • 2014年4月 - 2014年4月
    本研究では、無機層状化合物の一つであり、アニオン交換能を有する層状複水酸化物(LDH)を利用して、プロセス溶液からの重金属の分離回収技術を開発する。クロムやアンチモンのオキソ酸イオン等のアニオンを、LDHのアニオン交換反応、LDH仮焼物のLDH構造再生反応により回収する。湿式法による重金属のリサイクル技術を開発する。