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層状混合酸化物を用いた陰イオンで溶存する放射性核種の効率的除去法の開発

Research Project

Project/Area Number 17F17084
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Nuclear engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

高橋 嘉夫  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10304396)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) LEE SANG-HO  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords放射性核種 / 陰イオン / 層状混合酸化物
Outline of Annual Research Achievements

放射性廃棄物や鉱山廃水などに含まれる放射性核種や有害元素の除去は、人間が様々な資源の開発や先端産業の育成を進める上で避けられない課題である。本研究では、放射性核種や鉱山廃水中で陰イオンを形成し、有害元素として重要なヨウ素(ヨウ化物)、ヒ素(ヒ酸)、アンチモン(アンチモン酸)の効率的な除去に関する研究やその除去機構の解明を行った。ヨウ化物については、これまでも陰イオンの除去に有効とされてきた層状水酸化物(LDH)について、ヨウ化物と親和性の高いビスマスを担持・燒結したMg/Al/Bi系LDHを開発し、生成したBi2O3ナノ粒子への吸着によるヨウ化物の除去について研究を進めた。Mg/Al LDH、Mg/Al/Bi LDH、Bi2O3に対するヨウ化物イオンの等温吸着線および吸着率の時間変化を調べたところ、最大吸着量および吸着速度定数はそれぞれ161、202、57 mg/gおよび0.036、0.0290、0.0032 min-1となり、Mg/Al/Bi LDHが最も多量のヨウ化物イオンを吸着することが分かった。EXAFS解析から、Mg/Al/Bi LDHに吸着されたヨウ化物は、Bi2O3に吸着されたヨウ化物と同様の構造を示すことが分かった。これらは、ヨウ化物除去剤として、今回開発したMg/Al/Bi LDHが有効であることを示す。一方、ヒ酸とアンチモン酸については、鉱山廃水から得られた水酸化物にでんぷんを添加し燒結させた鉄酸化物を用いた除去法を開発した。XAFS解析からこの物質はferrihydriteとmagnetiteの混合物であり、これらイオンの吸着は前者が担うのに対して、magnetiteが共存することで、懸濁溶液からこの吸着媒を磁石で容易に集められ、有害元素の最終的な除去に必要であるが時間がかかり目詰りなど問題の多いろ過作業が、不要ないし効率的に行える点に特徴がある。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Enhanced adsorption of arsenate and antimonate by calcined Mg/Al layered double hydroxide: Investigation of comparative adsorption mechanism by surface characterization2018

    • Author(s)
      Lee Sang-Ho、Tanaka Masato、Takahashi Yoshio、Kim Kyoung-Woong
    • Journal Title

      Chemosphere

      Volume: 211 Pages: 903-911

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2018.07.153

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Removal of As(V) and Sb(V) in aqueous solution by Mg/Al-layered double hydroxide-incorporated polyethersulfone polymer beads (PES-LDH)2018

    • Author(s)
      Lee Sang-Ho、Choi Heechul、Kim Kyoung-Woong
    • Journal Title

      Environmental Geochemistry and Health

      Volume: - Issue: 5 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1007/s10653-018-0087-y

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Removal of As(V) and Sb(V) in water using magnetic nanoparticle-supported layered double hydroxide nanocomposites2018

    • Author(s)
      Lee Sang-Ho、Choi Heechul、Kim Kyoung-Woong
    • Journal Title

      Journal of Geochemical Exploration

      Volume: 184 Pages: 247-254

    • DOI

      10.1016/j.gexplo.2016.11.015

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of membrane property and feed water organic matter quality on long-term performance of the gravity-driven membrane filtration process2017

    • Author(s)
      Lee Dongwhi、Lee Yuri、Choi Shin Sik、Lee Sang-Ho、Kim Kyoung-Woong、Lee Yunho
    • Journal Title

      Environmental Science and Pollution Research

      Volume: 1 Issue: 2 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1007/s11356-017-9627-8

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Facile Carbothermal Transformation of Ferrihydrite-rich Mining Waste to Magnetic Responsible Adsorbent for Recovery of Arsenic and Antimony in Water2018

    • Author(s)
      Sang-Ho Lee・高橋嘉夫
    • Organizer
      2018年度日本地球化学会第65回年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Removal of iodide in water by bismuth-based adsorbents2017

    • Author(s)
      Sang-Ho Lee・高橋嘉夫
    • Organizer
      2017日本放射化学会年会・第64回放射化学討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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