チタン酸塩のナノ構造制御によるセシウム捕集・安定閉じ込めに関する研究

• 研究課題/領域番号: 26420874
• 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: 原子力学
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 阿部 英樹 国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, 主席研究員 (60354156)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 放射性廃棄物 / セシウム / ナノシート / 捕集 / 固化体 / 閉じ込め / 吸着 / チタン酸 / 電気分解 / 熔融塩 / 安定閉じ込め / 一貫プロセス

研究成果の概要

水溶液中からのセシウムイオンの吸着・捕集から固化・閉じ込めに至る一連のプロセスを、層状チタン酸塩の結晶構造の次元性制御によって一元的に遂行できることを実証した。四角錐TiO5型の構造単位を持つK2Ti2O5を酸処理して得られるナノシート状材料が、従来知られていた酸処理K2Ti4O9材料よりも優れたセシウム吸着・捕集機能を発揮するだけではなく、熔融塩電解による固化体への転換機能および高度なセシウム閉じ込め能力を発揮することを見出した。本研究の成果は、セシウム由来環境汚染に対し即時的な解決を与えるだけでなく、軽水炉型原発の放射性廃液処理技術に対し本質的かつ長期的な貢献をはたすものと期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Tailoring the surface-oxygen defects of a tin dioxide support towards an enhanced electrocatalytic performance of platinum nanoparticles (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Manikandan, T. Tanabe, V. GUBBALA, R. KODIYATH, S. Ueda, Y. Sakuma, Y. Homma, Arivuoli Dakshanamoorthy, K. Ariga, H. Abe
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys 巻: 18 号: 8 ページ: 5932-5937
  • DOI: 10.1039/c5cp04714e
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Activated interiors of clay nanotubes for agglomeration-tolerant automotive exhaust remediation (2015)
  • 著者名/発表者名: S.B. Noelia Maria, V. GUBBALA, Toyokazu Tanabe, Eva Koudelkova, J. Liu, L. K. Shrestha, Yuri Lvov, J. Hill, K. Ariga, H. Abe
  • 雑誌名: J. Mater. Chem 巻: 3 号: 12 ページ: 6614-6619
  • DOI: 10.1039/c4ta06966h
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Low-temperature remediation of NO catalyzed by interleaved CuO nanoplates (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Francis, S. Ishihara, S. Mandal, T. Tanabe, G. Saravanan, V. GUBBALA, N. Umezawa, T. Hara, Y. Xu, S. Hishita, Y. Yamauchi, Arivuoli Dakshanamoorthy, J. Hill, K. Ariga, H. Abe
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 26 号: 26 ページ: 4481-4485
  • DOI: 10.1002/adma.201306055
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Facet-engineered Copper Oxides Rival Precious-group-metal (PGM) Catalysts for Exhaust Purification (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Abe, S. Ishihara, K. Ariga
  • 学会等名: The Workshop on Clean Tech - Water Treatment and Air Purificatio
  • 発表場所: 蘇州（中国）
  • 年月日: 2014-09-25
  • 招待講演
• [学会発表] Development of Copper(II) Oxide Nanoarchitecture with Maximized {001} Facet for Catalytic Remediation of Nitrogen Monoxide at Low Temperature (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ishihara, M. Francis, S. Mandal, J. Hill, K. Ariga, H. Abe
  • 学会等名: The 15th IUMRS-International Conference in Asia
  • 発表場所: 福岡大学（福岡県・福岡市）
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-30