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放射性廃液から陰イオンを選択的に分離回収できる配位高分子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K05004
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分31010:原子力工学関連
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

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)

研究分担者 山田 鉄兵  東京大学, 大学院理学系研究科, 教授 (10404071)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード配位高分子 / 吸着剤 / アパタイト / 骨 / 放射性イオン / 元素分離 / MOF / イオン分離 / レニウム / 陰イオン / 分離
研究成果の概要

研究では、汚染水や高レベル放射性廃液などに含まれる放射性イオンの高効率な分離を目指し、配位高分子などの新たな材料を使った細孔での分離を試みた。その結果、骨に含まれるアパタイトを炭酸化することで、放射性ストロンチウムの吸着能力が飛躍的に増大することを見出した。この性質を用いて、食品廃棄物である廃棄骨を重曹で炭酸化することで、放射性イオンを安価で高効率に分離できる材料の開発に成功した。この吸着剤はストロンチウムだけでなく、カドミウム、鉛といった有害金属の吸着能力も非常に高いことが見出され、様々な環境汚染浄化に安価で安全に利用できる材料の開発に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

廃棄物である骨を、安価で安全な重曹を利用するだけで、非常に性能の良い吸着材料を作ることに成功した。これは、一般家庭などでも可能なレベルの簡易さでありながら、土壌中に埋め込むことで汚染物質が地下水などの環境中に広がることを防ぐことができることから、人が有害金属を摂取する可能性を最大限に減らす目的での利用が期待される。同時に有用金属を回収することを目的とした吸着剤としても利用が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] リバプール大学(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Liverpool(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Carbonated nanohydroxyapatite from bone waste and its potential as a super adsorbent for removal of toxic ions2021

    • 著者名/発表者名
      Yurina Sekine, Takuya Nankawa, Teppei Yamada, Daiju Matsumura, Yoshihiro Nemoto, Masaki Takeguchi, Tsuyoshi Sugita, Iwao Shimoyama, Naofumi Kozai, Satoshi Morooka
    • 雑誌名

      Journal of Environmental Chemical Engineering

      巻: 9 ページ: 105114-105114

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Eco-friendly carboxymethyl cellulose nanofiber hydrogels prepared via freeze cross-linking and their applications2020

    • 著者名/発表者名
      Yurina Sekine, Takuya Nankawa, Shunji Yunoki, Tsuyoshi Sugita, Hiroshi Nakagawa, Teppei Yamada
    • 雑誌名

      ACS Applied Polymer Materials

      巻: 2 号: 12 ページ: 5482-5491

    • DOI

      10.1021/acsapm.0c00831

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [備考] Rosseinsky group

    • URL

      https://www.liverpool.ac.uk/chemistry/research/rosseinsky-group/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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