Selective removal of cesium ions from wastewater using copper hexacyanoferrate nanofilms in an electrochemical system

銅ヘキサシアノ鉄酸ナノフィルムを用いた電気化学システムによる廃液からのセシウムの選択的除去

Chen, R.*; 田中 寿*; 川本 徹*; 浅井 幸*; 福島 千賀子*; Na, H.*; 栗原 正人*; 渡邉 雅之   ; 有阪 真 ; 南川 卓也 

Chen, R.*; Tanaka, Hisashi*; Kawamoto, Toru*; Asai, Miyuki*; Fukushima, Chikako*; Na, H.*; Kurihara, Masato*; Watanabe, Masayuki; Arisaka, Makoto; Nankawa, Takuya

銅(II)ヘキサシアノ鉄酸(III)を用いた今までにない電気化学的吸着システムによる廃液からのセシウムの選択的除去法が提案された。このシステムは余分な化学薬品を使用することなく、濾過処理も必要としないセシウムの分離法として利用できる。セシウムの取りこみと脱離は、電気化学的に適当な電位を陽極、陰極間にかけるスイッチングにより制御可能である。バッチ実験の速度論的研究結果は、粒子間拡散方程式によく合致し、急こう配な上昇とそれにつづくプラトーを二段階過程方程式として反映している。他の共存アルカリ金属イオンがあっても、高い分配係数(510mL/g以上)を与え、効率的なセシウムの除去がpH0.3から9.2までの広い範囲で可能で、放射性廃液処理に有効な方法であると考えられる。

A novel electrochemical adsorption system using a nanoparticle film of copper (II) hexacyanoferrate (III) was proposed for selectively removing cesium from wastewater. This system can be used for cesium separation without extra chemical reagents or any filtration treatment. Cesium uptake and elution can be simply controlled by switching the applied potentials between anodes and cathodes. Data from batch kinetic studies well fitted the intraparticle diffusion equation, reflecting a two-step process: a steepest ascent portion followed by a plateau extending to the equilibrium. The effective cesium removal with a high distribution coefficient ( 510 mL/g) can be adopted in a large pH range from 0.3 to 9.2, and in the presence of several diverse coexisting alkaline cations, suggesting it can be taken as a promising technology for actual nuclear wastewater treatment.