2015 Fiscal Year Research-status Report
放射線による高度水処理法への固相抽出併用効果の研究
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15K06674
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
熊谷 友多 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力基礎工学研究センター, 研究員 (70455294)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 放射線利用 / 有機物分解 / 固相抽出 / ゼオライト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水環境汚染物質等の水中有機物を対象とした放射線分解反応を固相抽出併用によって高効率化することを目的として、本年度は分析装置の整備に加えて、固相抽出に用いるゼオライトの組成および構造の影響を検討した。クロロフェノールを模擬物質としてゼオライトを添加した水溶液の照射実験を行い、組成・構造の異なるゼオライトで分解反応の効率を比較した。クロロフェノールの分解効率は構造に比べて、組成におけるSi/Al比に対して強く依存し、Si/Al比の高いFAU型ゼオライトおよびMOR型ゼオライトで高い分解効率が観測された。一方で、低Si高Alのゼオライトでは、ゼオライト混合物中での分解効率が水溶液中よりも低下する結果となった。この分解効率の減少は、高Alゼオライトではクロロフェノールの吸着濃度が低く、ゼオライトに吸収された放射線のエネルギーが効率よくに反応に寄与しなかったためと考えられる。比較したゼオライトの中ではSi/Al比240のMOR型ゼオライトが最も優れた分解効率を示し、高Si-MOR型ゼオライトを加えた固液混合物の照射では、水溶液を照射した場合と比較して約2倍の効率でクロロフェノールの脱塩素反応が進行することが分かった
そこで、この高Si-MOR型ゼオライトを用いてクロロフェノールの吸着挙動および分解効率の濃度依存性を調べた。吸着による高Si-MOR型へのクロロフェノールの濃縮効果は顕著であり、低濃度のクロロフェノールに対しては、ゼオライト細孔内のクロロフェノール濃度は吸着平衡状態において溶液中濃度の200倍以上となった。高い濃縮率を反映して、高Si-MOR型による吸着を併用した照射では低濃度のクロロフェノールに対しても分解反応が進行した。その分解効率は濃度低下によって減少するものの、概ね10倍濃度の水溶液と同程度の分解効率が観測された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度予定していたラマン分光測定系の整備に遅れが出ているものの、次年度以降に予定していた吸着挙動の測定および濃縮効果の検討が進んでおり、また固相抽出併用が効果的な分子の探索に向けて酸塩基特性の異なる模擬物質での分解実験にも着手しており、研究全体としては概ね順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度には遅れの出ているラマン分光系の整備を行うとともに、当初計画に従って親水・疎水性や分子サイズの異なる分子での吸着および照射実験を進める。特に、高Siゼオライトには吸着しにくいと考えられる陰イオンとして存在する有機酸やゼオライトの細孔サイズよりも大きな分子で、固相抽出併用が分解効率にどのような影響を与え得るのかを明らかにしたい。これにより固相抽出が効果的な対象を特徴づけるとともに、反応選択制について検討することができる。
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| Causes of Carryover |
物品購入時の値引きにより当初計画よりも安価に調達できたため、差額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度助成金と合わせて消耗品および旅費として使用する。
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