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2018 年度 実績報告書

放射性核種埋設に向けたジオミメティクスに由来する新規吸着材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H02435
研究機関九州大学

研究代表者

笹木 圭子  九州大学, 工学研究院, 教授 (30311525)

研究分担者 出光 一哉  九州大学, 工学研究院, 教授 (10221079)
三木 一  九州大学, 工学研究院, 准教授 (10706386)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードジオミメティクス / 放射性核種 / 吸着 / 共沈 / 固化
研究実績の概要

(1)LDH-GO複合体をアルギン酸ビーズで集積化し、カラム連続試験を行った。ビーズ化することによってSeO42-の最大吸着容量が約20%増大し、ビーズ化することによって層状複水酸化物も層剥離が起こっていることを示唆した。
(2)セレン酸のソーダライトへの固化反応を追跡したところ、セレン酸の不溶化量を増やしていくと、マトリクスはソーダライトからカンクリナイトへと相変化する。しかし、TCLP試験による化学的安定性についていえば、カンクリナイトはソーダライトよりも低く、セレン酸を安定化するにはソーダライト構造を維持するようなセレン酸濃度範囲に保つことが重要である。またこの固化反応は、セレン酸に選択的で、亜セレン酸はほとんど取り込まれないことも明らかであった。
(3)IO3-およびI-のエトリンガイトとの共沈による分配係数は、前者の方が後者よりも桁違いに大きく、イオン半径や電荷だけではなく、エトリンガイトの構造水との親和性に大きな違いがあり、前者は後者よりも水分子と親和力が高いことがDFT計算から明らかとなった。
(4)ジェミニ型界面活性剤およびイミダゾールを官能基として有するポリマーを用いて有機修飾粘土を開発し、TcO4-のスロゲートイオンとしてClO4-を用い吸着容量、速度論、共存イオンの影響を調べたところ、いずれも第4級アミンを官能基とする界面活性剤を用いた場合に比べても大差ない結果に終始していたが、もっとも有利な点は、吸着試験の間の有機物の溶出が非常に少ない点であった。
(5)オキソ陰イオンの新規吸着材として、Zrを中心金属とした有機金属構造体を吸い熱反応によりモジュレーター量を最適化することによって水圏ベースで合成することに成功した。比表面積約1000m2/gを有し、フッ化物イオンとリン酸イオンを例外として、亜セレン酸に選択性の高い吸着剤として機能した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (47件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (22件) (うち国際共著 10件、 査読あり 22件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 16件、 招待講演 1件) 産業財産権 (2件)

  • [国際共同研究] 中国地質大学/武漢工程大学/江南理工大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      中国地質大学/武漢工程大学/江南理工大学
  • [国際共同研究] University of Clermont(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      University of Clermont
  • [国際共同研究] Kyungpook National University(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Kyungpook National University
  • [雑誌論文] Acid tolerant covalently functionalized graphene oxide for the selective extraction of Pd from high-level radioactive liquid wastes2019

    • 著者名/発表者名
      Kancharla Srinivasarao、Sasaki Keiko
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 7 ページ: 4561~4573

    • DOI

      10.1039/c8ta09849b

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduction of undesirable element leaching from fly ash by adding hydroxylated calcined dolomite2019

    • 著者名/発表者名
      Tian Quanzhi、Guo Binglin、Nakama Shingo、Zhang Li、Hu Zhaochu、Sasaki Keiko
    • 雑誌名

      Waste Management

      巻: 86 ページ: 23~35

    • DOI

      10.1016/j.wasman.2019.01.027

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Suppression processes of anionic pollutants released from fly ash by various Ca additives2019

    • 著者名/発表者名
      Guo Binglin、Nakama Shingo、Tian Quanzhi、Pahlevi Niko Dian、Hu Zhaochu、Sasaki Keiko
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous Materials

      巻: 371 ページ: 474~483

    • DOI

      10.1016/j.jhazmat.2019.03.036

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dye-sensitized Photocatalyst of Sepiolite for Organic Dye Degradation2019

    • 著者名/発表者名
      Chuaicham Chitiphon、Pawar Radheshyam、Sasaki Keiko
    • 雑誌名

      Catalysts

      巻: 9 ページ: 235~235

    • DOI

      10.3390/catal9030235

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterizations of calcium silicate hydrates derived from coal fly ash and their mechanisms for phosphate removal2019

    • 著者名/発表者名
      Quanzhi Tian, Keiko Sasaki
    • 雑誌名

      Desalination and Water Treatment

      巻: 60 ページ: 1-9

    • DOI

      10.5004/dwt.2019.24135

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Double-Edged Effect of Humic Acid on Multiple Sorption Modes of Calcined Layered Double Hydroxides: Inhibition and Promotion2019

    • 著者名/発表者名
      Qiu Xinhong、Sasaki Keiko、Xu Shuang、Zhao Jiawen
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 35 ページ: -

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b04196

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cosorption Characteristics of SeO42- and Sr2+ Radioactive Surrogates Using 2D/2D Graphene Oxide-Layered Double Hydroxide Nanocomposites2018

    • 著者名/発表者名
      Koilraj Paulmanickam、Kamura Yuta、Sasaki Keiko
    • 雑誌名

      ACS Sustainable Chemistry & Engineering

      巻: 6 ページ: 13854~13866

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.8b02056

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Mechanistic Approach for the Synthesis of Carboxylate-Rich Carbonaceous Biomass-Doped Lanthanum-Oxalate Nanocomplex for Arsenate Adsorption2018

    • 著者名/発表者名
      Muthu Prabhu Subbaiah、Chuaicham Chitiphon、Sasaki Keiko
    • 雑誌名

      ACS Sustainable Chemistry & Engineering

      巻: 6 ページ: 6052~6063

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.7b04678

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Influence of the pre-dispersion of montmorillonite on organic modification and the adsorption of perchlorate and methyl red anions2018

    • 著者名/発表者名
      Luo Wuhui、Sasaki Keiko、Hirajima Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Applied Clay Science

      巻: 154 ページ: 1~9

    • DOI

      10.1016/j.clay.2017.12.032

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhanced adsorption of perchlorate by gemini surfactant-modified montmorillonite: Synthesis, characterization and their adsorption mechanism2018

    • 著者名/発表者名
      Srinivasarao Kancharla、Prabhu Subbaiah Muthu、Luo Wuhui、Sasaki Keiko
    • 雑誌名

      Applied Clay Science

      巻: 163 ページ: 46~55

    • DOI

      10.1016/j.clay.2018.07.010

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Immobilization of selenate in cancrinite using a hydrothermal method2018

    • 著者名/発表者名
      Pahlevi Niko Dian、Guo Binglin、Sasaki Keiko
    • 雑誌名

      Ceramics International

      巻: 44 ページ: 8635~8642

    • DOI

      10.1016/j.ceramint.2018.02.083

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Simultaneous immobilization of borate, arsenate, and silicate from geothermal water derived from mining activity by co-precipitation with hydroxyapatite2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Keiko、Hayashi Yoshikazu、Toshiyuki Kenta、Guo Binglin
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 207 ページ: 139~146

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2018.05.074

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calcination effect of borate-bearing hydroxyapatite on the mobility of borate2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Keiko、Toshiyuki Kenta、Guo Binglin、Ideta Keiko、Hayashi Yoshikazu、Hirajima Tsuyoshi、Miyawaki Jin
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous Materials

      巻: 344 ページ: 90~97

    • DOI

      10.1016/j.jhazmat.2017.10.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synergetic co-immobilization of SeO42- and Sr2+ from aqueous solution onto multifunctional graphene oxide and carbon-dot based layered double hydroxide nanocomposites and their mechanistic investigation2018

    • 著者名/発表者名
      Koilraj Paulmanickam、Kamura Yuta、Sasaki Keiko
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 6 ページ: 10008~10018

    • DOI

      10.1039/c8ta01605d

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural Memory Effect of Mg-Al and Zn-Al layered Double Hydroxides in the Presence of Different Natural Humic Acids: Process and Mechanism2018

    • 著者名/発表者名
      Gao Zhisheng、Sasaki Keiko、Qiu Xinhong
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 ページ: 5386~5395

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b00059

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Distributions and Leaching Behaviors of Toxic Elements in Fly Ash2018

    • 著者名/発表者名
      Tian Quanzhi、Guo Binglin、Nakama Shingo、Sasaki Keiko
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 ページ: 13055~13064

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b02096

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Carbonate on the Migration Behavior of Lanthanides in Compacted Bentonite2018

    • 著者名/発表者名
      Idemitsu Kazuya、Fujii Kazuyuki、Maeda Noriyuki、Kakoi Yuki、Okubo Noriya、Inagaki Yaohiro、Arima Tatsumi
    • 雑誌名

      MRS Advances

      巻: 3 ページ: 1155~1160

    • DOI

      10.1557/adv.2018.184

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Silver-catalyzed bioleaching of enargite concentrate using moderately thermophilic microorganisms2018

    • 著者名/発表者名
      Oyama Keishi、Shimada Kazuhiko、Ishibashi Jun-ichiro、Miki Hajime、Okibe Naoko
    • 雑誌名

      Hydrometallurgy

      巻: 177 ページ: 197~204

    • DOI

      10.1016/j.hydromet.2018.03.014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective flotation of chalcopyrite and molybdenite using H2O2 oxidation method with the addition of ferrous sulfate2018

    • 著者名/発表者名
      Suyantara Gde Pandhe Wisnu、Hirajima Tsuyoshi、Miki Hajime、Sasaki Keiko、Yamane Masashi、Takida Eri、Kuroiwa Shigeto、Imaizumi Yuji
    • 雑誌名

      Minerals Engineering

      巻: 122 ページ: 312~326

    • DOI

      10.1016/j.mineng.2018.02.005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Fenton-like oxidation reagent on hydrophobicity and floatability of chalcopyrite and molybdenite2018

    • 著者名/発表者名
      Suyantara Gde Pandhe Wisnu、Hirajima Tsuyoshi、Miki Hajime、Sasaki Keiko、Yamane Masashi、Takida Eri、Kuroiwa Shigeto、Imaizumi Yuji
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects

      巻: 554 ページ: 34~48

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2018.06.029

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microbiological Redox Potential Control to Improve the Efficiency of Chalcopyrite Bioleaching2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yusei、Hirajima Tsuyoshi、Sasaki Keiko、Miki Hajime、Okibe Naoko
    • 雑誌名

      Geomicrobiology Journal

      巻: 35 ページ: 648~656

    • DOI

      10.1080/01490451.2018.1443170

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Sodium Sulfite on Floatability of Chalcopyrite and Molybdenite2018

    • 著者名/発表者名
      Miki Hajime、Hirajima Tsuyoshi、Muta Yukihiro、Suyantara Gde、Sasaki Keiko
    • 雑誌名

      Minerals

      巻: 8 ページ: 172~172

    • DOI

      10.3390/min8040172

    • 査読あり
  • [学会発表] Modulated water-based synthesis of Zr-fumarate MOFs for high-efficiency treatment of selenate and selenite from the aqueous solutions2019

    • 著者名/発表者名
      Radheshyam R Pawar, Keiko Sasaki
    • 学会等名
      PACCON 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface Plasmon Resonance Enhanced Visible-Light-Driven Photocatalytic Degradation of Rhodamine B by Sepiolite/Carbon Nitride/Pd Nanoparticles Composites2019

    • 著者名/発表者名
      Chitiphon Chuaicham, Keiko Sasaki
    • 学会等名
      PACCON 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Immobilization of anionic radionuclides in cement related materials2019

    • 著者名/発表者名
      Keiko Sasaki, Binglin Guo
    • 学会等名
      PACCON 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reduction of selenate in ettringite by calcination2018

    • 著者名/発表者名
      Keiko Sasaki, Binglin Guo
    • 学会等名
      Goldschmidt 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Confinement of iodide and iodate in ettringite: the plausible mechanism for various inorganic anions selective incorporation2018

    • 著者名/発表者名
      Binglin Guo, Keiko Sasaki
    • 学会等名
      Goldschmidt 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Covalently functionalized graphene oxide for the recovery of palladium from spent nuclear fuel2018

    • 著者名/発表者名
      Srinivasarao Kancharla, Keiko Sasaki
    • 学会等名
      ICEAn 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of layered double hydroxide/graphene oxide composite in alginate beads for immobilization of Sr2+ and SeO42-2018

    • 著者名/発表者名
      Yuta Kamura, Paulmanickam Koilraj, Keiko Sasaki
    • 学会等名
      CINEST 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of calcination on the stability of borate immobilized after co-precipitation with hydroxyapatite2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Hayashi, Binglin GUO, Keiko SASAKI
    • 学会等名
      CINEST 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of solvothermal reaction temperatures on adsorption characteristics of arsenate on lanthanum organic polymer compounds2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke IMAMURA, Subbaiah MUTHU PRABHU, Keiko SASAKI
    • 学会等名
      CINEST 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Adsorption of perchlorate onto the synthesized hydrophobic gemini surfactants with different chain lengths2018

    • 著者名/発表者名
      Li ZHANG, Srinivasarao KANCHARLA, Keiko SASAKI
    • 学会等名
      MMIJ Fall 2018
  • [学会発表] Synthesis and characterization of fly ash-based geopolymer and its derivative for removal of heavy metals from solutions2018

    • 著者名/発表者名
      Quanzhi Tian, Keiko Sasaki
    • 学会等名
      CINEST 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of Zeolite A from Coal Fly Ash for Stabilization of Cs+ and Sr2+2018

    • 著者名/発表者名
      Quanzhi Tian, Keiko Sasaki
    • 学会等名
      MMIJ Fall 2018
  • [学会発表] Suppression mechanism of anionic pollutants released from fly ash by Ca additives2018

    • 著者名/発表者名
      Shingo Nakama, Quanzhi Tian, Binglin Guo, Niko Dian Pahlevi, Zhaochu Hu, Keiko Sasaki
    • 学会等名
      ACS 2018 spring
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for geomimetics to suppress the phase-transformation from hydrocalumite to ettringite2018

    • 著者名/発表者名
      Shingo Nakama, Binglin Guo, Keiko Sasaki
    • 学会等名
      CINEST 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of precursors on the photocatalytic activities of graphitic carbon nitride in hexavalent chromium reduction and rhodamine B degradation under visible light irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      Chitiphon Chuaicham, Keiko Sasaki
    • 学会等名
      ACS 2018 spring
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhanced photocatalytic reduction of hexavalent chromium by using ZnTi layered double hydroxide/montmorillonite composite2018

    • 著者名/発表者名
      Chitiphon Chuaicham, Keiko Sasaki
    • 学会等名
      MMIJ 2018 Fall
  • [学会発表] Ultra-trace level measurement of neptunium in bentonite by using ICP-QQQ2018

    • 著者名/発表者名
      K. Idemitsu, Y. Kakoi, H. Arimitsu, Y. Inagaki, T. Arima, K. Konashi, A. Yamamura, Y. Shikamori
    • 学会等名
      International Conference on Ceramic Materials and Components for Energy and Environmental Application
    • 国際学会
  • [学会発表] ベントナイト中を拡散するNpの超微量分析2018

    • 著者名/発表者名
      有光 玄、出光一哉 栫優樹 平川真之 山田良太 稲垣八穂広 有馬立身
    • 学会等名
      日本原子力学会九州支部
  • [学会発表] Investigation of reagents for selective flotation on chalcopyrite and molybdenite2018

    • 著者名/発表者名
      H. Miki, T. Hirajima, Y. Muta, G.P.W. Suyantara, K. Sasaki
    • 学会等名
      XXIV International Mineral Processing Congress (IMPC 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] The use of Fenton’s reagent on selective flotation of chalcopyrite and molybdenite2018

    • 著者名/発表者名
      G.P.W. Suyantara, T. Hirajima, H. Miki, K. Sasaki
    • 学会等名
      XXIV International Mineral Processing Congress (IMPC 2018)
    • 国際学会
  • [産業財産権] 選鉱方法2018

    • 発明者名
      平島剛、三木一、笹木圭子他
    • 権利者名
      平島剛、三木一、笹木圭子他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2018-172090
  • [産業財産権] ホウ素含有水の処理方法2018

    • 発明者名
      笹木 圭子、林 良和、グオビンリン他
    • 権利者名
      笹木 圭子、林 良和、グオビンリン他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 公開番号
      特開2018-065125

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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