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デンドリマーを用いた圧縮ベントナイト中のコロイドの拡散・ろ過挙動の評価手法の構築

Development of evaluation method for diffusion and filtration behavior of colloid in compacted bentonites using dendrimers

遠藤 貴志*; 舘 幸男  ; 石寺 孝充 ; 寺島 元基 

Endo, Takashi*; Tachi, Yukio; Ishidera, Takamitsu; Terashima, Motoki

デンドリマーを用いた圧縮ベントナイト中のコロイドの拡散・ろ過挙動の評価手法を構築した。サイズが5.7$$sim$$7.2nmのPAMAMデンドリマーコロイドの拡散・ろ過挙動を、塩濃度0.005$$sim$$0.5mol/L NaCl溶液で飽和させた乾燥密度0.8Mg/m$$^{3}$$のベントナイトを対象に、透過拡散試験によって調査した。得られた破過データと内部プロファイルから、デンドリマーコロイドの実効拡散係数とろ過率を導出した。取得された実効拡散係数は、塩濃度とともに増加する傾向を、ろ過率は逆に塩濃度とともに減少する傾向を確認した。これらの傾向は、先行研究で得られたイオンやコロイドの拡散データと整合するほか、塩濃度の変化に伴う間隙構造や静電的相互作用等から推定される傾向と一致するものであり、ここで構築したコロイドの拡散・ろ過挙動の有効性が確認された。

Evaluation method of colloid diffusion and filtration in compacted bentonites was developed using dendrimers. Diffusion and filtration behavior of PAMAM dendrimers with the size of 5.7$$sim$$7.2nm was investigated by the through-diffusion experiment in bentonite compacted to 0.8 Mg/m$$^{3}$$ and saturated with 0.005$$sim$$0.5mol/L NaCl. Effective diffusivities (De) and filtration ratios (Rf) of dendrimers were determined from the breakthrough curves and the depth profiles in compacted bentonite, respectively. The De values of negatively charged dendrimer increased when porewater salinity increased and dendrimer size decreased as influenced by anion exclusion effect in negatively charged clay surfaces. The Rf values increased when porewater salinity decreased and dendrimer size increased, demonstrating significant fractions of dendrimer were filtered by narrow pores in complex pore networks. These trends consistent with the previous studies emphasize the validity of the evaluation method using dendrimer.

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