リグニンの特徴と利点

リグニンは、木材や植物に含まれる天然高分子で、製紙産業などで大量に副産物として発生します。炭素含有量が高く、芳香族構造を持つため、活性炭の原料として理想的です。再生可能資源であることから、環境負荷の低い吸着材の製造に適しています。

開発アプローチ

• 炭化処理：リグニンを高温で炭化し、活性炭の骨格を形成。

• 賦活工程：水蒸気や化学薬品による賦活で微細孔を生成し、比表面積を増加。

• 表面改質：官能基（アミノ基、カチオン性基など）を導入し、PFASとの静電相互作用を強化。

期待される性能

• 高いPFAS吸着能（特に長鎖PFASに対して有効）

• 再生利用が可能な持続型吸着材

• 廃棄物リサイクルによる環境負荷低減

応用分野

• 上水・地下水のPFAS除去

• 工場排水処理

• 環境修復プロジェクト

課題と展望

現状では、吸着容量の向上、再生プロセスの効率化、実フィールドでの耐久性評価が課題です。今後は、ナノ構造制御やグリーンケミストリーによる改質技術の進展により、より高性能なPFAS吸着用活性炭の開発が期待されています。

メディア情報

1. Science Tokyo develops membrane distillation system for reducing PFAS levels below environmental standards
   Japan Science and Technology Agency Science Japan 2025年2月26日

2. Novel Carbon-Based Materials to Remove Hazardous “Forever Chemicals” in Water
   2025年2月19日

論文情報

1. Pore structure modulation and surface functionalization boosted adsorption of PFAS on porous carbon: Experimental and theoretical investigations, Journal of Hazardous Materials, 499, 5, 140063 (2025) 

2. MoleTrans: Browser-Based Webtool for Postanalysis on Molecular Chemodiversity and Transformation of Dissolved Organic Matters via FT-ICR MS, 12, 6, 725–730 (2025)

3. Accurate detection and high throughput profiling of unknown PFAS transformation products for elucidating degradation pathways, Water Research, 282, 123645 (2025)

4. Kraft lignin-derived multi-porous carbon toward sustainable electro-Fenton treatment of emerging contaminants, Resources, Conservation and Recycling, 203, 107413 (2024)

5. アミン修飾炭素材によるペルフルオロオクタン酸の吸着除去, 土木学会論文集 79 [25], 23-25039 (2023)