Design of interfaces for capturing pharmaceuticals, agrochemicals and dyes and their application to sustainable water protection with low environmental impact

捕获药物、农用化学品和染料的界面设计及其在低环境影响的可持续水保护中的应用

基本信息

批准号：
19J20799
负责人：
大岩真子
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kitami Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J20799/
关键词：
界面分離技術捕捉分解低環境負荷排水処理

项目摘要

塩基性色素であるローダミンBがアルコールを微量添加するフローテーション法により水中から迅速に除去される現象を発見し、ローダミンBの合成原料混合溶液からの分離回収法への応用を検討した。ローダミンBとその合成原料である物質（フタル酸およびN,N-ジエチル-3-アミノフェノール）の混合溶液にフローテーションを試みたところ、99%以上の純度でローダミンBが迅速に溶液上部に濃縮されることが明らかになった。本研究の成果をPurification of Rhodamine B by Alcohol-Modified Air Bubble FlotationとしてBCSJ誌に発表した。また、フローテーション法により塩基性色素であるクリスタルバイオレットおよびマラカイトグリーンも除去されることが明らかになった。今年度までの研究でフローテーション法による除去率は物質の電荷と疎水性に影響されると示唆されており、実際に疎水性を示すlogKowの値と除去率の増加順は一致した。この成果をこれまでの成果とまとめ、投稿する予定である。また、これまでの研究により、オルガノクレーでは有機リン系農薬であるフェニトロチオンおよびβ-ラクタム系抗生物質を吸着、分解することが明らかになっている。しかし、フェニトロチオンではミセル触媒作用が分解で優位に作用することに対し、βラクタム系抗生物質であるペニシリンGではクレー表面の酸点が優位に作用することが示唆された。これまでの成果を化学工学会第52回秋季大会およびPacifichem 2021で発表した。以上に加えて、フローテーション法による塩基性物質の除去率に与える物質の特徴（分子量やlogKow）の重回帰分析をおこなったところ、フローテーション法の除去率に強く影響を与えるパラメーターは分子量であることが示された。

我们发现了一种碱性染料罗丹明 B 通过添加少量酒精的浮选法从水中快速去除的现象，并研究了其在从合成染料混合溶液中分离和回收罗丹明 B 的方法中的应用原料。当对罗丹明B及其合成原料（邻苯二甲酸和N,N-二乙基-3-氨基苯酚）的混合溶液进行浮选时，罗丹明B迅速浓缩在溶液顶部，纯度超过99%。很明显，这件事将会完成。该研究结果发表在《BCSJ》杂志上，标题为“Purification of Rhodamine B by酒精改性空气气泡浮选”。据透露，基本颜料结晶紫和孔雀石绿也被浮选法除去。今年的研究表明，浮选法的去除率受到物质的电荷和疏水性的影响，而表示疏水性的logKow值实际上与去除率的递增顺序一致。我们计划将此结果与之前的结果进行总结并发布。此外，先前的研究表明，有机粘土可以吸附并分解有机磷农药杀螟松和β-内酰胺类抗生素。然而，对于杀螟硫磷，胶束催化作用在分解中起主导作用，而对于青霉素G（一种β-内酰胺抗生素），表明粘土表面的酸性位点起主导作用。迄今为止的结果已在化学工程师学会和 Pacifichem 2021 年第 52 届秋季会议上公布。除上述之外，我们还对影响浮选法去除碱性物质的物质特性（分子量和logKow）进行了多元回归分析，发现强烈影响浮选法去除率的参数是分子量。