| Project/Area Number |
22K05185
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 34030:Green sustainable chemistry and environmental chemistry-related
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 泡沫分離 / 界面活性剤 / セシウム / 除去速度 / イオン性ポリマー / ベシクル / ピッカリングフォーム / ポリアクリル酸 |
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| Outline of Research at the Start |
原子力発電所の廃炉が進み、中間貯蔵施設への放射性金属を含む汚染物質の保管が行われると、汚染水処理や減容化問題は避けられない課題となる。泡沫分離で使用する金属等の吸着剤は一般的な界面活性剤分子ではなく、二分子膜で形成された陰イオン性ベシクル（リポソーム）を使用する。数百nm直径のベシクル会合体の粒子効果と浮遊効果でイオン性ポリマーを気泡とともに気－液界面へ浮遊させて、対象金属を吸着させて除去する。金属の汚水からの除去に関して、多数の陰イオン基をもつイオン性ポリマーを効果的に気泡界面上のベシクルキャリアに吸着させ、除去速度を各段に向上させる。
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| Outline of Final Research Achievements |
The foam separation method can remove substances dissolved in a water solution by generating gas bubbles in a solution containing surfactants. We conducted research to improve the removal rate of Cs by adding polyacrylic acid with many ion functional groups to the foam separation system. When polyacrylic acid was added to the SDS system, it resulted in hindering the removal of Cs. On the other hand, in the diSLSS system that forms vesicles in aqueous solution, the adsorption of polyacrylic acid onto the vesicle surface increased the removal rate of Cs. The low molecular weight polyacrylic acid showed a slightly higher removal efficiency. Additionally, the effectiveness of polyacrylic acid decreases beyond proper concentration. The addition of ionic polymers showed to affect metal removal depending on the combination with surfactants. Developing foam separation methods is expected to be one of the approaches to solving environmental problems.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
泡沫分離は水に溶解している物質を吸着除去できる数少ない方法であるが、時間を要することが欠点である。多数の吸着サイトをもつイオン官能基をもつポリアクリル酸ポリマーを界面活性剤とともに汚水に添加して、Csの除去速度を増加させる研究を行った。ポリマー分子の性質上、表面への吸着に有利でないため、一般的な界面活性剤（SDS）と併用した場合、効果が高くないことが判明した。そこで、水溶液中でベシクル形成をする界面活性剤（Disodium lauryl sulfosuccinate）を用いて、粒子間にポリマーを吸着させることで、除去速度が増加することを確かめた。
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