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2018 年度 実績報告書

電子密度のグラデーションと擬似吸着能を活かした新しい有機複合吸着剤の創製

研究課題

研究課題/領域番号 16K18346
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

立花 優  長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (40634928)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード有機複合吸着剤 / 電子密度のグラデーション効果 / 疑似的吸着能 / タンニン酸 / 陰イオン交換樹脂 / 模擬放射性核種 / 放射性核種 / シビアアクシデント対応型高度浄水システム
研究実績の概要

スチレン系有機複合吸着剤(PA316TAS)と12種類の模擬放射性核種(SRs = Mn, Co, Sr, Y, Ru, Rh, Sb, Te, Cs, Ba, Eu, I(IとIO3を含む))との間の疑似的吸着能と電子密度のグラデーション効果に関する研究を最終年度まで取り組んだ。河川水と海水中におけるSRsの化学構造が明らかとなり、PA316TASに対するSRsの吸着構造もうまく推測することができた。疑似的吸着能とは、水溶液中において中性の電荷を持つTeもしくはSbとPA316TASとの間で観測できる特異的な吸着現象である。具体的には、金属原子と酸素原子との間の電荷が局在化した単結合とPA316TASとの間の静電的相互作用を経由する吸着機構のことである。一方、電子密度のグラデーション効果とは、パラホルムアルデヒド(PFA)を用いて加水分解したタンニン酸(TAS)と陰イオン交換樹脂(PA316)を架橋することにより発現する吸着機構である。つまり、ある程度規則正しく架橋したタンニン酸の電荷は非局在化しているが、そこへPA316が短い距離で複合されると、PFA架橋前後における各化学結合の電荷バランスが局所的に変化する。電荷分布の変化量は僅かと考えられるが、様々な値を取り得る。それゆえに、PA316TASは多種多様なSRsと選択的に吸着できると結論付けた。加えて、PA316TASは吸着したSRsを長期間保持した後、塩酸水溶液によるSRsの溶離回収も可能である。放射性CsとSrを用いた吸着分離実験でも同様の現象を確認できた。さらには、焼却処理によるPA316TASの減容化も可能であった。以上のことから、シビアアクシデント対応型高度浄水システム構築に向けた新しい複合吸着剤の開発に成功した。今後は得られた成果に関する論文発表等や新しい浄水システムのシナリオの情報発信を行う予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] Indian Institute of Technology Madras(インド)

    • 国名
      インド
    • 外国機関名
      Indian Institute of Technology Madras
  • [雑誌論文] Chromatographic fractionation of lithium isotope in aqueous solution using bifunctional ion-exchange resin2019

    • 著者名/発表者名
      Yu Tachibana, Vijay Vidyadharan Nair, Sankaralingam Mohan, and Tatsuya Suzuki
    • 雑誌名

      Separation Science and Technology

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      https://doi.org/10.1080/01496395.2019.1607874

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Syntheses of tannic acid-type organic composite adsorbents for simultaneous removal of various types of radionuclides in seawater2018

    • 著者名/発表者名
      Yu Tachibana, Tatsuya Suzuki, Masanobu, Nogami, Masao Nomura, and Toshitaka Kaneshiki
    • 雑誌名

      Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry

      巻: 318 ページ: 429~437

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s10967-018-6168-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective lithium Recovery from Seawater Using Crown Ether Resins2018

    • 著者名/発表者名
      Yu Tachibana, Tatsuya Suzuki, Masanobu, Nogami, Masao Nomura, and Toshitaka Kaneshiki
    • 雑誌名

      Journal of Ion Exchange

      巻: 29 ページ: 90~96

    • DOI

      https://doi.org/10.5182/jaie.29.90

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Syntheses of tannic acid-type organic composite adsorbents for simultaneous removal of various types of radionuclides in seawater2018

    • 著者名/発表者名
      Yu Tachibana, Tatsuya Suzuki, Masanobu Nogami, Masao Nomura, and Toshitaka Kaneshiki
    • 学会等名
      Eleventh International Conference on Methods and Applications of Radioanalytical Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] Lithium isotope fractionation in weak basic solution using cation exchange chromatography2018

    • 著者名/発表者名
      Yu Tachibana, Andri Rahma Putra, Suki Hashimoto, Tatsuya Suzuki and Masahiro Tanaka
    • 学会等名
      Seventh International Conference on Ion Exchange 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Crown ether-type organic composite adsorbents for selective and simultaneous recovery of lithium and uranium in seawater2018

    • 著者名/発表者名
      Yu Tachibana, Tatsuya Suzuki, and Masahiro Tanaka
    • 学会等名
      5th International Conference on Methods and Materials for Separation Processes, Separation Science - Theory and Practice 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Lithium isotope fractionation in aqueous solution using bifunctional exchange chromatography2018

    • 著者名/発表者名
      Yu Tachibana, Vijay Vidyadharan Nair, Sankaralingam Mohan, and Tatsuya Suzuki
    • 学会等名
      5th International Conference on Methods and Materials for Separation Processes, Separation Science - Theory and Practice 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective lithium recovery from seawater using crown ether resins2018

    • 著者名/発表者名
      Yu Tachibana, Tatsuya Suzuki, Masanobu Nogami, Masao Nomura, and Toshitaka Kaneshiki
    • 学会等名
      Seventh International Conference on Ion Exchange 2018
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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