| 研究課題/領域番号 |
22K05185
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
松岡 圭介 埼玉大学, 教育学部, 准教授 (90384635)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 泡沫分離 / 界面活性剤 / セシウム / 除去速度 / イオン性ポリマー / ベシクル / ピッカリングフォーム / ポリアクリル酸 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
原子力発電所の廃炉が進み、中間貯蔵施設への放射性金属を含む汚染物質の保管が行われると、汚染水処理や減容化問題は避けられない課題となる。泡沫分離で使用する金属等の吸着剤は一般的な界面活性剤分子ではなく、二分子膜で形成された陰イオン性ベシクル（リポソーム）を使用する。数百nm直径のベシクル会合体の粒子効果と浮遊効果でイオン性ポリマーを気泡とともに気－液界面へ浮遊させて、対象金属を吸着させて除去する。金属の汚水からの除去に関して、多数の陰イオン基をもつイオン性ポリマーを効果的に気泡界面上のベシクルキャリアに吸着させ、除去速度を各段に向上させる。
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| 研究成果の概要 |
多くのイオン官能基をもつポリアクリル酸を泡沫分離系に添加することにより、セシウムの除去速度を向上させる研究を行った。代表的な界面活性剤であるSDS系にポリアクリル酸を添加した場合、セシウムの除去を妨げる結果となった。一方、水溶液中にベシクルを形成するdiSLSS系では、ベシクル表面にポリアクリル酸が吸着することで、セシウムの除去速度が増加した。低分子量のポリアクリル酸は除去効率がやや高いことを示した。イオン性polymerの添加は界面活性剤との組み合わせしだいで、金属除去に影響を与えることを示した。泡沫分離法を発展させることは、環境問題の解決のひとつの方法として発展が見込まれる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
泡沫分離は水に溶解している物質を吸着除去できる数少ない方法であるが、時間を要することが欠点である。多数の吸着サイトをもつイオン官能基をもつポリアクリル酸ポリマーを界面活性剤とともに汚水に添加して、Csの除去速度を増加させる研究を行った。ポリマー分子の性質上、表面への吸着に有利でないため、一般的な界面活性剤（SDS）と併用した場合、効果が高くないことが判明した。そこで、水溶液中でベシクル形成をする界面活性剤（Disodium lauryl sulfosuccinate）を用いて、粒子間にポリマーを吸着させることで、除去速度が増加することを確かめた。
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