2022 Fiscal Year Annual Research Report
骨由来ナノアパタイトの特異的吸着機構解明と放射性物質の選択的除去・処分技術開発
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20H02671
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
関根 由莉奈 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 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究副主幹 (00636912)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 鉄兵 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10404071)
南川 卓也 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 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究職 (30370448)
松村 大樹 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 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究主幹 (30425566)
深澤 倫子 明治大学, 理工学部, 専任教授 (40409496)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 食品廃棄物 / 骨 / 吸着剤 / 元素回収 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、家畜骨を原料にして、産業や鉱山開発において発生する有害元素や放射性元素を高効率に吸着するグリーン・サステイナブルな環境浄化材料及びシステムを実現することを目的とする。当該年度は、いずれも食品骨廃棄物である豚骨、牛骨、鳥骨、魚骨を用いて、それらの骨の構造や元素選択的吸着性について調べることで廃棄物の有効利用と材料開発を繋げることを目的とした研究を実施した。有害・有用元素や放射性元素を吸着剤から回収することは、２次廃棄物の減容化や有用物としての２次利用に非常に重要な技術である。そこで吸着元素の脱着評価も実施した。粉末状の吸着剤を実際に利用するためには固定化や造粒が必要であるが、固定化の困難さや造粒による吸着性能低下が課題であった。そこで吸着剤固定化剤の研究開発も実施した。
具体的な研究実施内容として、各々の骨を原料にして炭酸化した骨アパタイトを作成して、構造解析やX線吸収微細構造評価を行うと共に、各々の元素選択的吸着性を評価した。結果、骨の原料によって異なる元素選択性を持つことを確認した。さらに吸着後の試料から元素脱着を試みて、吸着後の元素の回収方法について検討を行った。結果、骨アパタイトから効果的に吸着した元素を脱離させる条件を見出した。また、セルロースをベースとした骨アパタイト固定化材も開発し、吸着性能を維持したまま固定化できることを見出した。
開発した骨アパタイトの実用化を図ることを目的として、骨アパタイトを用いて実際の海産物からの重金属除去を試みた。結果、海産物から効果的に重金属を吸着除去できることを確認した。さらに、実試料からの有用元素を吸着して回収できる結果を得た。以上の研究成果より、本研究で開発した炭酸化した骨アパタイトが優れた吸着剤であることが示された。
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| Research Progress Status |
令和4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 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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