リンを効率的に除去する新しい浄水フィルターを開発(Researchers Create New Way to Remove Phosphorus from Contaminated Water)

ad

2025-06-11 ノースカロライナ州立大学 (NC State)

ノースカロライナ州立大学(NC State)の研究チームは、表流水・飲料水・下水中のリン(リン酸イオン)を除去・回収可能な低コスト径のハイドロゲルフィルターを開発しました。ポリエチレンイミン(PEI)とポリ(メチルビニルエーテル‐co‐マレイン酸無水物)(PMVEMA)を組み合わせたこのゲルは、室温でリンを90%以上捕捉し、温和なアルカリ条件(pH < 0.001 M NaOH)で最大99%を回収可能。3回繰り返し使用後でも97.5%以上の回収効率を維持します。吸着材単価は1ポンドあたり初回使用で約23ドル、2回使用で8ドル、50回繰り返し使用すれば0.5ドル以下と、環境負荷とコストの両面で従来技術より優位です。チームは工業・農業用途向けの商用展開に向け特許申請済で、実用化のため産業界との連携を模索中。今後の課題として、土壌中からのリン回収への応用も見据えた研究展開が求められています。

<関連情報>

水からリン酸塩を選択的に除去し、必要に応じて放出する機能性ハイドロゲル Functional Hydrogels for Selective Phosphate Removal from Water and Release on Demand

Jiangfeng Xu,Kirill Efimenko,Christopher B. Gorman,Yaroslava G. Yingling,Lisa Castellano,and Jan Genzer,
Langmuir  Published: June 3, 2025
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.5c00679

Abstract

リンを効率的に除去する新しい浄水フィルターを開発(Researchers Create New Way to Remove Phosphorus from Contaminated Water)

Commercial overuse and soaring prices of phosphate fertilizers have resulted in an adverse economic and environmental impact, threatening human health, clean water, and food security. In response to the phosphorus (P) cycling challenge, we developed a novel polyethylenimine (PEI)/poly(methyl vinyl ether-co-maleic anhydride) (PMVEMA) hydrogel system capable of efficient capture and release of inorganic phosphates with high selectivity in the presence of nitrate. This study investigated the synergistic effect of PEI and PMVEMA within the hydrogel for a broad range of eluent pH conditions and P loadings to establish the capturing capacity and selectivity of the system toward nitrate. The PEI-enriched hydrogel system was characterized by a high P capturing capacity between pH 2.0 and 7.0 with a maximum P capture of 65 mg of P/g of sorbent at an equilibrium pH of 4.5. Desorption studies indicated that the system could efficiently release captured inorganic phosphate with an efficiency of 96% under mild conditions (<0.001 M NaOH), independent of the preloaded phosphate amount and system history. This is the lowest base concentration for P desorption reported. The separation factor (α) was dependent on the pH of the eluent and was equal to approximately 50 when in the presence of nitrates.

1102水質管理
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました