• help
  • PC | SP
  • JP | EN
          
検索対象：     
報告書番号：
※ 半角英数字
 年 ～ 
 年
全てクリア
前の画面に戻る

Highly water-permeable WO$$_{3}$$-containing porous hydrogel via freeze-crosslinking for efficiency and salt-robust dye Decolorization

凍結架橋法による高透水性WO$$_{3}$$含有多孔質ハイドロゲルを用いた効率的かつ耐塩性染料脱色

杉田 剛   ; 上田 祐生   ; 中部 倫太郎; 森 勝伸*; 南川 卓也 ; 関根 由莉奈   

Sugita, Tsuyoshi; Ueda, Yuki; Nakabe, Rintaro; Mori, Masanobu*; Nankawa, Takuya; Sekine, Yurina

高効率かつ広範な耐塩性を備えた光触媒材料の開発は、持続可能な廃水処理における主要な課題である。本研究では、凍結架橋法によりWO$$_{3}$$を封入したハイドロゲル(WFG)を開発した。この材料は共存塩の存在下でも高い活性を維持した。共焦点レーザー走査顕微鏡により、200$$mu$$m未満の相互接続されたチャネルが確認され、良好な透水性を保証した。また、コントラストマッチング小角中性子散乱により、封入されたWO$$_{3}$$の二次粒子サイズ(約300nm)が水懸濁液中の粒子サイズと一致することが示された。可視光照射下において、WFGはインジゴカルミン(INC)を懸濁状態のWO$$_{3}$$よりも1.5倍、WO$$_{3}$$被覆ガラス板よりも3.7倍速く脱色した。共存塩類(NaNO$$_{3}$$、NaCl、Na$$_{2}$$SO$$_{4}$$、NaH$$_{2}$$PO$$_{4}$$)は脱色効率に影響を与え、NaNO$$_{3}$$とNa$$_{2}$$SO$$_{4}$$は反応を促進する一方、Cl$$^{-}$$とH$$_{2}$$PO$$_{4}$$$$^{-}$$は反応を抑制した。これはイオン強度と陰イオン種が接触効率と電荷移動に影響を与えることを示唆している。

We developed a WO$$_{3}$$-embedded hydrogel (WFG) by freeze-cross-linking that retained high activity even in the presence of coexisting salts. Confocal laser scanning microscope revealed interconnected channels < 200 $$mu$$m. ensuring good water permeability, and contrast-matching small-angle neutron scattering showed that the secondary particle size of embedded WO$$_{3}$$ (~300 nm) matched that in aqueous suspension. Under visible-light irradiation, WFG decolorized indigo carmine (INC) 1.5-fold increase in rate than suspended WO$$_{3}$$ and 3.7-fold increase in rate than a WO$$_{3}$$-coated glass plate. Coexisting salts (NaNO$$_{3}$$, NaCl, Na$$_{2}$$SO$$_{4}$$, NaH$$_{2}$$PO$$_{4}$$) altered the decolorization efficiency; NaNO$$_{3}$$ and Na$$_{2}$$SO$$_{4}$$ enhanced, whereas Cl$$^{-}$$ and H$$_{2}$$PO$$_{4}$$$$^{-}$$ suppressed the reaction, indicating that ionic strength and anion-species affect contact efficiency and charge transfer.

発表言語

 :

English

掲載資料名

 :

Journal of Photochemistry and Photobiology A; Chemistry

巻

 :

473

号

 :

ページ数

 :

p.116773_1 - 116773_9

発行年月

 :

2026/04

発表会議名

 :

開催年月

 :

開催都市

 :

開催国

 :

キーワード

 :

photocatalyst; hydrogel; water purification; organic dye; visible light

特許データ

 :

PDF

 :


論文URL

 :

https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2025.116773

研究データの公開先DOI

 :

本成果にかかわる研究データのリンクです。

使用施設

 :

広報プレスリリース

 :

"塩分"の多い水も浄化 光で力を引き出す新材料を開発; 環境負荷ゼロで産業排水や海水など幅広い水処理へ

論文解説
(JAEA R&D Navigator)

 :

受委託・共同研究相手機関

 :

Access

 :

- Accesses

InCites™

 :

パーセンタイル：0.00

分野：Chemistry, Physical

Altmetrics

 :

[CLARIVATE ANALYTICS], [WEB OF SCIENCE], [HIGHLY CITED PAPER & CUP LOGO] and [HOT PAPER & FIRE LOGO] are trademarks of Clarivate Analytics, and/or its affiliated company or companies, and used herein by permission and/or license.

前の画面に戻る