2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of grafted fibrous adsorbent having high metal ion recognition ability under super strong alkaline condition
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17K14138
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
植木 悠二 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主幹研究員(定常) (50446415)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 量子ビーム / 放射線グラフト重合 / 金属吸着材 / 官能基 / 重金属 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、放射線グラフト重合技術を駆使することにより、pH 15の超強塩基性水溶液中に含まれる極微量の金属イオンを吸着可能な新規金属吸着材の創製を目的としている。目的とするピペラジニル－ジチオカルバミン酸基（PZ-DTC）を有する金属吸着材は、(1) ポリエチレン製不織布基材へのメタクリル酸グリシジル（GMA）のグラフト重合、(2) GMAグラフト鎖へのN-Boc-ピペラジニル基の導入、(3) N-Boc基の脱保護化、及び、(4) 二硫化炭素処理によるグラフト鎖へのジチオカルバミン酸の導入といった4段階反応により合成することに成功した。本金属吸着材の官能基密度は、2.122 mmol-PZ-DTC/g-吸着材に達した。中性領域（pH 6）における金属吸着特性は、Na+ < Mg2+、Ca2+、Co2+、Cd2+ < Pb2+ << Cu2+の順となり、本金属吸着材は銅イオンに対して特異的選択性を示した。また、本金属吸着材は、pH 15の超強塩基性領域においても金属吸着機能を失うことはなく、10 M NaOH水溶液の主成分であるナトリウムイオン（Na+濃度：10 M）に対して、4桁低いオーダーで溶存する銅イオン（Cu2+濃度：1.573 mM）を効率的かつ選択的に吸着することができた。pH 15における銅イオン吸着容量は、0.754 mmol-Cu2+/g-吸着材であり、この数値は、他のアミン型金属吸着材の約2.4倍の値を示した。
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