バイオ・化学部 応用化学科

大嶋俊一 研究室

OSHIMA Syunichi
LABORATORY

有用金属回収のための新規金属イオンの開発とコンクリートの化学的侵食および表面含浸材に関する研究

カドミウムなどの有害重金属やレアメタルなどの有用金属の選択的分離・回収は重要な課題である。研究室では有機化学的手法を用いて、多孔質材料の表面改質を行うことにより、高い選択能を有する新規高機能化吸着・分離材の開発に取り組んでいる。またコンクリートの劣化の一つの原因である化学的侵食およびコンクリートの表面改質のための表面含浸材に関して、特性評価などにも取り組んでいる。

キーワード

  • 金属イオン吸着材
  • 金属イオンの選択的分離
  • コンクリートの化学的侵食
  • コンクリート用表面含浸材

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研究紹介

RESEARCH

新規機能性材料を用いた有害イオン分離及び有害金属イオンの回収に関する研究

研究内容

重金属イオンによる水質汚染は、濃度規制などにより徐々に減少しているが、生物濃縮の危険に対しては、廃水中の有害金属イオンの絶対量を減らす必要がある。またレアメタルをはじめとする有用金属の資源枯渇が心配されており、その対応策が必要となっている。本研究では、固体のイオン交換体を用いて、液相中の目的イオンを溶液から吸着し、分離・濃縮する方法であるイオン交換法を利用し、シリカゲルやメソポーラスケイ酸塩などの多孔質材料の機能化により、有害金属イオンに対する吸着能や分離能に優れた浄化材料の開発を目指す。また作成した浄化材料を有用金属イオンの分離回収に応用し、廃製品からの有用金属の分離回収法として実用化を目指す。

コンクリートの化学的侵食および表面含浸材に関する研究

研究内容

インフラ等で使用されるコンクリートは環境中で徐々に劣化していく。劣化の原因のうち、酸や塩による化学的な劣化を化学的侵食といい、下水道管などで特に問題となっている。この化学的侵食については、化学的知識が必要不可欠であり、当研究室では、化学的見地から、コンクリートの化学的侵食に関する検討を行い、メカニズムの解明やその評価方法、および新たな予防・保全法の開発に関する研究を行っている。
 また、コンクリ-トの表面を改質する材料として、表面含浸材がある。表面含浸材のうち、けい酸塩系表面含浸材は比較的新しい材料であり、その活用法や試験法はまだまだ改善の余地を有している。そこで、当研究室では表面含浸材に関する試験方法について検討するとともに、上記の知見を活用し、化学的侵食に対する表面含浸材の効果について検討を行っている。
 これらの研究の一部は、企業との共同研究であり、化学の知識を異分野で活用し、学外の人と議論することで研究の意義や位置付けを確認することで、研究の重要性を理解できると共に、コミュニケーション能力向上にもつながっている。

教員紹介

TEACHERS

大嶋俊一  教授・博士(理学)

略歴

1998年
3月
金沢大学 理学部 化学科 卒業

2000年
3月
金沢大学大学院 自然科学研究科 物質化学専攻 博士前期課程 修了

2003年
3月
金沢大学大学院 自然科学研究科 物質構造科学専攻 博士後期課程 修了

2003年
4月
金沢工業大学 特別研究員 

2004年
7月
福井工業高等専門学校 物質工学科 助手 

2007年
4月
金沢工業大学 講師 

2014年
4月
金沢工業大学 バイオ・化学部 バイオ・化学系 応用化学科 准教授 

2020年
4月
金沢工業大学 バイオ・化学部 応用化学科 教授 

専門分野

専門:分離分析化学、多孔質ケイ酸塩、表面含浸材、コンクリートの化学的侵食

学生へのメッセージ

化学構造が金属イオン認識能に及ぼす効果について研究しており、この知見を活用したレアメタルなどの有用金属イオンの分離回収材料を開発しています。化学構造を変化させた際にどのような効果が得られるのかを想像し、分子設計を行い、合成にチャレンジしますが、有機合成は一筋縄ではいかないことが多く、研究の難しさを感じる学生が多いと思います。また、化学者の立場から、土木材料であるコンクリートの劣化について研究しています。実際に社会で利用されている材料について、企業の人と共同で問題解決を行うと共に、自分の知識を異分野で活用するための練習となる良い機会となり、応用化学科の学生でも自ら進んで研究に取り組んでいます。研究は大変ですが、研究室の学生には、楽しくたくさん実験して、色々な知識を幅広く身につけて欲しいと願っています。

担当科目

プロジェクトデザイン入門(実験)(応用化学科)  バイオ・化学基礎実験・演習A3(応用化学)  地学基礎実験  機器分析化学  バイオ・化学基礎実験・演習A(応用化学)(再履修クラス)  プロジェクトデザインⅢ(大嶋俊一研究室)  環境計測学  応用化学専門実験・演習A3  環境計測学  応用化学専門実験・演習A(再履修クラス)  環境化学研究(大嶋俊一)  応用化学統合特論  基礎分析化学特論  

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