講演情報
[3K0409-18-01]おから由来活性炭への尿素添加が与える硝酸イオン吸着除去への影響
○合田 健太1[学士課程]、天野 佳正2、町田 基3 (1. 千葉大学工学部、2. 千葉大学大学院工学研究院、3. 千葉大学総合安全衛生管理機構)
司会：菅井 裕一（九州大学）
キーワード：
環境、活性炭、吸着
農業排水や生活排水に含まれる硝酸イオンは、地下水の汚染や湖沼の富栄養化を引き起こすため効率的な除去が求められる。一方で、国内にて年間約66万トン生産されるおからのうち、5～10%が未利用のまま廃棄されている。
本研究では、この未利用資源であるおからを賦活処理することで活性炭へ変換し、安価で環境負荷の小さい硝酸イオン吸着剤として利用を検討した。賦活剤として塩化亜鉛、アニオン吸着に有効とされる第4級窒素(N-Q)の生成のための窒素導入剤として尿素を用い、原料との配合比および賦活に供する原料の乾燥時間を変化させて活性炭を調製し、各試料の硝酸イオン吸着性能を評価した。さらに比表面積や表面官能基量などの物性を測定し、尿素導入の有無や吸着性能との関係を検討した。その結果、おから、尿素、塩化亜鉛の重量比が1：2：1で、原料の乾燥時間3日の条件で調製した活性炭は表面積が約70倍となり高い吸着性能を示した。また、尿素導入によりカルボキシ基やN-Qなどの官能基量が増加することが分かり、特にヒドロキシ基は約2.5倍となった。これらの実験結果から吸着性能の向上には、尿素導入によるN-Qなどの官能基の増加が寄与している可能性が示唆された。
本研究では、この未利用資源であるおからを賦活処理することで活性炭へ変換し、安価で環境負荷の小さい硝酸イオン吸着剤として利用を検討した。賦活剤として塩化亜鉛、アニオン吸着に有効とされる第4級窒素(N-Q)の生成のための窒素導入剤として尿素を用い、原料との配合比および賦活に供する原料の乾燥時間を変化させて活性炭を調製し、各試料の硝酸イオン吸着性能を評価した。さらに比表面積や表面官能基量などの物性を測定し、尿素導入の有無や吸着性能との関係を検討した。その結果、おから、尿素、塩化亜鉛の重量比が1：2：1で、原料の乾燥時間3日の条件で調製した活性炭は表面積が約70倍となり高い吸着性能を示した。また、尿素導入によりカルボキシ基やN-Qなどの官能基量が増加することが分かり、特にヒドロキシ基は約2.5倍となった。これらの実験結果から吸着性能の向上には、尿素導入によるN-Qなどの官能基の増加が寄与している可能性が示唆された。