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放射性汚染水処理材としてのチタノシリケートの改質と評価~福島の未来を見据えて~

研究課題

研究課題/領域番号 16K06927
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 地球・資源システム工学
研究機関山口大学

研究代表者

藤原 惠子  山口大学, 大学院創成科学研究科, 助手 (50253175)

研究分担者 中塚 晃彦  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (80294651)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードマイクロポーラス / 放射性物質 / 汚染水 / イオン交換 / サマリウム / ニッケル / エルビウム / Niイオン / Na-GTS型チタノシリケート / XRD / Csイオン / Smイオン / サマリウムイオン / 放射性汚染水 / 希土類イオン交換 / チタノシリケート
研究成果の概要

放射性汚染水から半減期の長い放射性同位体を除去するためNa-GTS型チタノシリケートのイオン交換特性を調べた。
Na-GTSに各塩化物水溶液(0.01~0.5M)を加え、25~60℃で24時間振とう処理を行うことによって得られた各陽イオン交換体の最大交換率は、Sm:100%、Er:98%、Ni:85%を示した。Sr-GTSの単結晶X線構造解析で報告されたSrの占有席(4eおよび6g)を陽イオンの可能な占有席とし、いくつかの占有モデルを仮定してXRDパターンをシミュレーションした結果、Sm,ErおよびNiが4eおよび6g席にほぼ均等分布していることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

福島第一原子力発電所の汚染水から半減期の長い放射性同位体を除去するため、Na-GTS型チタノシリケート(Na-GTS)のイオン交換特性を調べた。Sm3+, Er3+およびNi2+については、GTSの結晶構造を保った状態で、最大許容量である交換率に近い値をもつ交換体を得た。従って、Na-GTSは増え続ける汚染水に含まれる半減期の長い放射性物質を吸着する材料として有望であると思われる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Variable–temperature single–crystal X–ray diffraction study of SrGeO<sub>3</sub> high–pressure perovskite phase2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiko NAKATSUKA, Akira YOSHIASA, Keiko FUJIWARA and Osamu OHTAKA
    • 雑誌名

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences

      巻: 113 号: 6 ページ: 280-285

    • DOI

      10.2465/jmps.180605

    • NAID

      130007543849

    • ISSN
      1345-6296, 1349-3825
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrothermal synthesis and Er3+ ion exchange of sodium GTS-type titanosilicate2017

    • 著者名/発表者名
      Keiko Fujiwara, Kae Shinohara and Akihiko Nakatsuka
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Ser.

      巻: 950 ページ: 042048-042048

    • DOI

      10.1088/1742-6596/950/4/042048

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Single-crystal X-ray diffraction study of SrGeO3 high-pressure perovskite phase at 100 K2017

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Nakatsuka, Hiroshi Arima, Osamu Ohtaka, Keiko Fujiwara and Akira Yoshiasa
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Ser.

      巻: 950 ページ: 042015-042015

    • DOI

      10.1088/1742-6596/950/4/042015

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hydrothermal synthesis and Er3+ ion exchange of sodium GTS-type titanosilicate2017

    • 著者名/発表者名
      Keiko Fujiwara, Kae Shinohara and Akihiko Nakatsuka
    • 雑誌名

      The 54th EHPRG International Meeting on High Pressure Science and Technology

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A new high-pressure strontium germanate, SrGe2O52016

    • 著者名/発表者名
      Nakatsuka, A.; Sugiyama, K.; Ohkawa, M.; Ohtaka, O.; Fujiwara, K.; Yoshiasa, A
    • 雑誌名

      Acta Cryst

      巻: C72 号: 10 ページ: 716-719

    • DOI

      10.1107/s205322961601353x

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Na-GTS型チタノシリケートのNi2+交換体の作製とその陽イオン分布2019

    • 著者名/発表者名
      藤原惠子、中塚晃彦
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Sm3+ ion exchange and its cation distribution in GTS-type sodium titanosilicate2018

    • 著者名/発表者名
      Keiko Fujiwara, Akihiko Nakatsuka
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 新規高圧Srゲルマン酸塩SrGe2O5の結晶構造2018

    • 著者名/発表者名
      中塚 晃彦、大川 真紀雄、大高 理 、藤原 惠子、吉朝 朗
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2018年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Na-GTS型チタノシリケートにおけるEr3+イオン交換の結晶構造2017

    • 著者名/発表者名
      藤原 惠子、中塚晃彦
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会 (2017)
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス(神奈川県、横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Hydrothermal Synthesis of GTS-type Sodium Titanosilicate and its Sm3+ Ion2017

    • 著者名/発表者名
      Keiko Fujiwara, Tetsuo Hasegawa, Akihiko Nakatsuka
    • 学会等名
      9th High Pressure Mineral Physics Seminar
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Variable-temperature single-crystal X-ray diffraction study of SrGeO3 high-pressure2017

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Nakatsuka, Osamu Ohtaka , Keiko Fujiwara , Akira Yoshiasa
    • 学会等名
      9th High Pressure Mineral Physics Seminar
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Na-GTS型チタノシリケートのEr3+交換体の作製とその陽イオン分布2017

    • 著者名/発表者名
      藤原 惠子、谷本 良平、中塚 晃彦
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2017年年会・総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高圧、高電場下における氷VII相の中性子回折実験2017

    • 著者名/発表者名
      中塚晃彦、大高理、藤原惠子、吉朝朗
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2017年年会・総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Na-GTS型チタノシリケートにおけるEr3+イオン交換の結晶構造2017

    • 著者名/発表者名
      藤原 惠子、中塚 晃彦
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Er3+ ion exchange and its cation distribution in GTS-type sodium titanosilicate2016

    • 著者名/発表者名
      Keiko Fujiwara, Akihiko Nakatsuka
    • 学会等名
      AsCA 2016
    • 発表場所
      Hanoi(Vietnam)
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Variable-temperature single-crystal X-ray diffraction study of CaIrO3 post-perovskite.2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Nakatsuka, Fumiyuki Yachi, Akira Yoneda, Akira Yoshiasa, Keiko Fujiwara, Satoshi Sasak and Kazumasa Sugiyama
    • 学会等名
      AsCA 2016
    • 発表場所
      Hanoi(Vietnam)
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポストペロブスカイト型CaIrO3の結晶構造の温度依存性と原子変異挙動2016

    • 著者名/発表者名
      中塚晃彦、矢地史幸、米田明、吉朝朗、藤原惠子、佐々木聡、杉山和正
    • 学会等名
      日本結晶学会
    • 発表場所
      茨城県立県民文化センター(茨城県、水戸市)
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Hydrothermal synthesis of GTS-type sodium titanosilicate and temperature dependence of Er3+ ion exchange2016

    • 著者名/発表者名
      Keiko Fujiwara, Akihiko Nakatsuka
    • 学会等名
      The 54th European High Pressure Research Group (EHPRG) International Meeting on High Pressure Science and Technology
    • 発表場所
      Bayreuth(Germany)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystal structure of new high-pressure strontium germanate SrGe2O5.2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Nakatsuka, Kazumasa Sugiyama, Osamu Ohtaka, Keiko Fujiwara, Akira Yoshiasa
    • 学会等名
      The 54th European High Pressure Research Group (EHPRG) International Meeting on High Pressure Science and Technology
    • 発表場所
      Bayreuth(Germany)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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