難分解性有機性廃水処理のためのナノザイム

有機性廃水は、製薬工場、農薬、医療系排水、ならびに畜産・養殖など、幅広い発生源に由来します。近年、研究者により地表水および地下水から多量の有害物質が検出されています。これらの化合物は組成が複雑で、生体毒性が高いことが特徴です。従来の各種処理法も存在するものの、処理効果は十分とは言えません。多くの研究により、酵素が農薬、抗生物質、医薬品などの有機汚染物質を水中から除去できることが示されています。

ナノザイムは、低コストかつ環境負荷の低い材料であるだけでなく、再使用性にも優れており、下水処理技術の高度化に向けた重要な研究方向となります。Creative Enzymes は、難分解性有機性廃水の処理に向けた各種ナノザイムを提供し、ナノザイム分野における世界中のお客様を支援しています。

ナノザイムによる抗生物質含有廃水の処理

• 水中の抗生物質濃度が極めて低い場合でも、長期にわたる飲用により生体の耐性が増強される可能性があります。その結果、抗生物質の治療効果が低下し、さらには催奇形性、慢性毒性、内分泌腺機能障害などの有害影響を引き起こすおそれがあります。
• Creative Enzymes は、優れた触媒性能を有する Fe/C ナノザイム複合体を調製しています。追加の Fe²⁺ および H₂O₂ を必要とせずに電気フェントン（electro-Fenton）システムを構築でき、同様に追加の Fe²⁺ および H₂O₂ なしで塩酸シプロフロキサシンを分解反応により処理可能です。

ナノザイムによる医薬品含有廃水の処理

• 当社は、低温焼成により光触媒 C₃N₄/TiO₂ を合成し、ピリジンの光分解に適用しています。本触媒は良好な触媒特性とサイクル安定性を示します。さらに、·O^2- および ·OH が主要な活性種であることが確認されています。加えて、含窒素複素環式有機化合物の分野においても、当該触媒は優れた分解性能を有します。

図1 ピリジンの光分解に用いる C₃N₄/TiO₂ ナノザイム。

• 一方、Cu ナノザイムも温度および pH に対する安定性が高く、広い pH・温度範囲にわたり高い活性を維持します。同時に、再使用性および保存安定性にも優れています。

ナノザイムによる農薬含有廃水の処理

• TiO₂ は、低コスト、安定性、環境適合性の観点から最も優れた性能を示してきました。しかし、TiO₂ の光量子効率が低いことが開発の制約となっています。高い導電性と大きな比表面積を有するグラフェンは、電子供与体ドーパントとして利用可能です。したがって、窒素ドープグラフェン（NG）は TiO₂ の光生成電子のキャリアとして機能し、光触媒活性を向上させることができます。
• これに基づき、当社は水熱法により NG/TiO₂ ナノザイム光触媒を調製しています。一定の pH 範囲内において、PV システムは廃水溶液に対して高い分解効率を示します。

Creative Enzymes は、難分解性有機性廃水の処理に向けたカスタムナノザイムおよびソリューションを提供しています。幅広いカスタム R&D サービスを提供し、お客様固有の仕様要件に合わせたソリューションを提供します。サービスにご関心がある場合、またはご不明点がございましたら、どうぞお気軽に お問い合わせ いただくか、オンラインでのお問い合わせ をご利用ください。