2016 Fiscal Year Annual Research Report
Energy generation from high-level radioactive waste - development of semi-domestic ruthenium resource and its utilization -
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15H06031
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
伊藤 辰也 東北大学, 工学研究科, 助教 (20757653)
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| Project Period (FY) |
2015-08-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 廃棄物処理 / 廃棄物再資源化 / 高レベル放射性廃液 / 太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高レベル放射性廃棄物に含まれている有用な希少元素であるRuを資源化するため、白金族元素に親和性の高いジチアオクタンジアミド(DTODA)系のN,N'-methyl-N,N'-hexyl-3,6-dithiaoctan-1,8-diamide(MHDTODA)及びチオジグリコールアミド酸(TDGAA)系のN,N-dioctyl-thiodiglycol-amic-acid(DOTDGAA)を合成し、改質剤である1-Dodecanol(Dodec)またはTrioctylamine(TOA)とともに多孔性シリカ/ポリマー担体粒子(SiO2-P)に含浸担持させた吸着材を創製した。また、Ru回収の妨害となるPd,Mo,Zrを分離するため、ヒドロキシオキシム担持吸着材も創製した。
4種類の吸着材に対するRuの吸着は硝酸濃度の増加とともに増加する傾向を示し、高レベル放射性廃液の硝酸濃度範囲ではDTODA系の吸着材が有力であった。Ruの分離特性はDTODA系及びチオジグリコールアミド(TDGA)系について検討し、室温ではPdの分離性能が良いものの、Ruの吸着が少ないことが判明したが、50℃とすることで吸着が改善されることを見出した。一方で、吸着したRuの溶離が困難になることが判明したため、回収効率の観点から1段目でヒドロキシオキシム担持吸着材を用いてPd,Mo,Zrを除去し、2段目でTDGAとTOAを用いた吸着材を用いてRuを分離回収するプロセスを考案した。
回収したRuを活用するため、色素増感太陽電池用錯体へ転換する検討を行った。分離試験でチオ尿素溶液を用いて回収したRu水溶液を蒸発乾固し、反応溶媒中へ溶解させ、ビピリジン系配位子と反応させて錯体を得た。これを用いて太陽電池を組立て、性能を検討した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(4 results)
