Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
弥富 洋介; 尾方 伸久; 杉原 弘造; 瀬古 典明; 保科 宏行; 岡田 健治*; 玉田 正男
JAEA-Technology 2008-056, 12 Pages, 2008/08
JAEA-Technology-2008-056.pdf:1.24MB
東濃地科学センター瑞浪超深地層研究所における研究坑道掘削工事において、掘削に伴って発生する湧水には、天然由来のふっ素(7.2
9.5mg/L),ほう素(0.81.5mg/L)が含まれている。そのため、環境基準値(ふっ素0.8mg/L,ほう素1mg/L)まで除去した後、河川に放流している。そこで、湧水処理の効率化のため、放射線グラフト捕集材を利用した湧水からのふっ素・ほう素の除去について検討を行った。放射線グラフト捕集材を用いたカラム試験及び排水処理設備における現場通水試験を行った結果、ほう素については、通液速度50h
において、捕集材体積の760倍の湧水量について湧水中濃度の95%除去が可能であった。ふっ素についても、通液速度36hにおいて、捕集材体積の320倍の湧水量について湧水中濃度の95%除去が可能であった。しかし、湧水中のふっ素のように高濃度の物質を低濃度まで吸着する場合は、捕集材の吸着性能が十分に発揮されず、ふっ素除去効率化を図るためには今後も検討が必要である。今後は、長時間処理の捕集材の耐久性・吸着性能の評価を行う予定である。
岡田 健治*; 瀬古 典明; 玉田 正男
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 40, 2007/02
放射線グラフト重合により界面活性剤濃度(SDS)5%,スチレンモノマー濃度10%の水系の溶液中でエマルション重合を行ったところ、重合速度が極めて速く、グラフト率の制御が困難であったため、モノマー濃度1%におけるグラフト重合を検討した。界面活性剤の濃度を0.1から5%としてグラフト重合を行った結果、3から5%において界面活性剤の種類によらず1時間で100%程度のグラフト率が得られた。また、これらの重合反応に用いたエマルションについて粒径アナライザーを用いて動的光散乱法により粒径測定を行ったところ、界面活性剤濃度が高いものほど平均粒径が小さく、重合速度が速いことがわかった。
岡田 健治*; 瀬古 典明; 玉田 正男; 城 昭典*
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 44, 2007/02
電子線前照射法により、クロロメチルスチレンとスチレンを共グラフト重合を行った後、ホスホン酸基とスルホン酸基を導入し、二官能性型吸着材を合成した。pH=1.8の酸性域において、鉄の吸着試験を行ったところ、一官能性の場合と比較して約40倍の破過容量を示した。これは、スルホン酸基が全pH範囲で解離するため、繊維がスルホン酸イオン間の反発により膨潤し、鉄の繊維内拡散が容易になるとともに、ホスホン酸基との錯形成において立体障害が減少できたことを示している。このことから、両官能基が金属イオン選択性に関与し、酸性領域においても吸着可能であることが明らかとなった。
城 昭典*; 岡田 健治*; 玉田 正男; 久米 民和; 須郷 高信; 田崎 正人*
Chemistry for the Protection of the Environment 4; Environmental Science Research, Vol. 59, p.49 - 62, 2005/00
ポリエチレンで被覆したポリプロピレン繊維にスチレンとクロロメチルスチレンを電子線前照射により共グラフト重合した後、Arbuzov反応によりクロロメチル部位へのホスホン酸エステルの導入,スチレン部位へのスルホン酸基の導入,濃塩酸によるホスホン基の加水分解を経て、ホスホン基とスルホン酸基を有する2官能性繊維の金属イオン交換繊維を合成した。比較の目的でホスホン酸基のみを有する単官能性繊維も合成した。2官能性の繊維の金属イオン選択性は、両官能基が金属イオン選択性に寄与することにより、スルホン基,ホスホン基のそれぞれを有する単官能性イオン交換体の中間的な特性を示すことがわかった。カラム法におけるPb(II)の吸着において2官能繊維は単官能性繊維より大きな漏出容量を示し、空間速度が900hまでは漏出曲線の形状は通液速度の影響を受けないことから、迅速な吸着特性があることが明らかとなった。
城 昭典*; 岡田 健治*; 中尾 光弘*; 須郷 高信; 玉田 正男; 片貝 秋雄
日本イオン交換学会誌, 14(Suppl.), p.69 - 72, 2003/00
ポリエチレン/ポリプロピレン芯鞘構造不織布にビニルビフェニールを放射線グラフトして作製した繊維をトリエチル亜リン酸,クロロスルホン酸,濃塩酸で処理し、二官能性のホスホン酸繊維(FVCPS-f)を得た。FVCPS-f中のホスホン基と硫黄の含有量はそれぞれ1.8と0.7mmol/gで酸容量は4.2meq/gであった。鉄(III)の破過容量は通液速度が空間速度で20hから1000hまで増加するにつれて徐々に減少した。空間速度が1000hのとき、吸着容量は0.12mmol/gであった。市販されているホスホン酸樹脂及びホスホン酸単独の繊維ではこのような高い空間速度では吸着容量の測定はできず、本研究で得た材料が極めて優れている。
岡田 健治; 瀬古 典明; 玉田 正男
no journal, ,
放射線グラフト重合法により合成したホスホン酸-スルホン酸型二官能性繊維は、樹脂に比べ100倍以上の通液速度に対しても良好な金属吸着が可能であり、pH1付近の酸性領域においても3価の鉄イオンなどを高速で吸着可能であることが確認されている。また、リン酸基,ホスホン酸基にジルコニウムを担持させた吸着剤はフッ化物イオン,リン酸イオン,ヒ酸,亜ヒ酸イオンなどを高選択的に吸着することが知られている。本研究ではフッ化物イオン吸着剤の開発を目的として、ジルコニウムがリンのオキシ酸イオンと強く結合する特性をいかし、ホスホン酸-スルホン酸型二官能性繊維にジルコニウムを担持させた新規吸着剤のフッ化物イオン吸着挙動を検討した。その結果、10ppmのフッ素溶液からフッ素を吸着除去可能なことがわかった。
岡田 健治; 瀬古 典明; 玉田 正男
no journal, ,
放射線グラフト重合技術を用いて作製したイオン交換繊維は、水中の金属イオンや大気中の有害ガスを効率的に除去することが可能であり、従来のイオン交換樹脂と比較して、吸着容量や吸着速度が著しく向上することが知られている。本研究ではイオン交換繊維の製造コストの低減化及び環境負荷の低減化を目的として、スチレン又はクロロメチルスチレンを水系でグラフト重合を行い、その合成条件の探索を行った。その結果、線量50kGy,界面活性剤濃度3%,モノマー濃度1%においてグラフト率100%に至った。これらのより低線量でモノマー濃度を大幅に削減することが可能となった。
岡田 健治; 瀬古 典明; 玉田 正男; 城 昭典*
no journal, ,
これまでに放射線グラフト重合技術により多種のイオン交換繊維が開発され、従来のイオン交換樹脂では不可能であった超高速吸着が可能となった。しかし、弱酸性型吸着材であるホスホン酸型吸着材ではpH2以下の酸性領域ではホスホン酸基が解離せず繊維の収縮が起こるため吸着容量・速度の双方が低下する。本研究では、ホスホン酸型繊維に強酸性基であるスルホン酸基を導入し、二種の官能基の相乗作用により発現する金属吸着特性を評価した。その結果、Fe(III)の吸着試験においてホスホン酸基のみを有する繊維では、通液直後にFe(III)は漏出したが、二官能性繊維においては30通液容量まで漏出容量が増加した。Pb(II)の金属吸着特性でも同様に、二官能性繊維においては2倍の漏出容量を示した。
岡田 健治; 瀬古 典明; 玉田 正男
no journal, ,
イオン交換繊維の製造コストの低減化及び環境負荷の低減化を目的として、スチレン(St)又はクロロメチルスチレン(CMS)を水系でグラフト重合を行い、その合成条件の探索を行った。基材のポリエチレン被覆ポリプロピレン繊維に電子線を50100kGy照射後、反応温度40
Cにおいてモノマー溶液と接触させてエマルショングラフト重合を行った。モノマー濃度1%,界面活性剤の濃度を0.15%としてグラフト重合を行った結果、35%において界面活性剤の種類によらず1時間で100%程度のグラフト率(dg)が得られた。これは、これまでの有機溶媒を用いた系と比較して線量,モノマー使用量,反応時間を大幅に削減可能であることを示す。また、粒径アナライザーを用いて動的光散乱法により粒径測定を行った結果、界面活性剤濃度が高いものほど平均粒径が小さく、重合速度が速いことがわかった。
弥富 洋介; 尾方 伸久; 杉原 弘造; 瀬古 典明; 保科 宏行; 岡田 健治*; 玉田 正男
no journal, ,
東濃地科学センター瑞浪超深地層研究所では、研究坑道掘削工事に伴う湧水に含まれるフッ素,ホウ素について、排水処理設備における凝集沈殿処理(フッ素除去)及びイオン交換処理(ホウ素除去)によって環境基準以下の濃度まで除去した後、排水している。一方、量子ビーム応用研究部門環境産業研究開発ユニットでは、放射線グラフト重合法で作製した捕集材により、温泉などに含まれる低濃度の希少金属捕集の実績があることから、地層処分研究開発部門東濃地科学研究ユニットと量子ビーム応用研究部門環境産業研究開発ユニットが融合して湧水中のフッ素・ホウ素除去方法について検討することとなった。工事現場における捕集材を用いた湧水処理カラム試験を行った結果、ホウ素については捕集材体積の760倍の湧水量に対して、95%以上の除去が可能であり、かつ、一般的なイオン交換樹脂と比べて5倍の通液速度で除去が可能であった。また、フッ素については捕集材体積の280倍の湧水量に対して除去可能であったが、湧水中のフッ素濃度を1/10まで除去する必要があり、低濃度における捕集効果が強い捕集材の効果が十分発揮されておらず、効率化を図るためには今後も検討が必要である。今後は試験装置を用いた試験により、捕集材の耐久性の評価や再生利用試験を行う予定である。
保科 宏行; 瀬古 典明; 笠井 昇; 岡田 健治; 植木 悠二; 玉田 正男; 弥富 洋介; 尾方 伸久
no journal, ,
地層処分のための地質調査研究では、坑道の掘削に伴う地下水の湧出が問題に挙げられている。東濃瑞浪超深地層研究所の立て坑からの湧水(30m
/h)には環境基準値を超えるフッ素・ホウ素が含有しており、大規模な排水処理設備を設けて処理を行っている。一方、放射線グラフト重合法により作製した繊維状のグルカミン型吸着材はホウ素に対して良好な性能を示し、かつ高速での除去処理が可能である。そこで、本吸着材を用いて、地下湧水中に溶存するホウ素除去試験を行った結果、空間速度50hから500hの広範囲においてホウ素除去が可能であった。
弥富 洋介; 瀬古 典明; 保科 宏行; 岡田 健治*; 玉田 正男; 尾方 伸久; 杉原 弘造
no journal, ,
地層処分研究開発部門の東濃地科学研究ユニットでは、結晶質岩を対象として瑞浪超深地層研究所(以下、研究所)における研究を進めている。研究所における研究坑道掘削工事に伴って発生する湧水にはふっ素,ほう素が含まれており、排水処理設備において、環境基準以下まで濃度を下げて排水している。一方、量子ビーム応用研究部門の環境・産業研究開発ユニットでは、放射線グラフト重合法で作製した捕集材により、海水に含まれる低濃度の希少金属捕集の実績があることから、両ユニットが共同で湧水に含まれるふっ素・ほう素の処理について検討することとなった。捕集材を用いた湧水処理カラム試験を行った結果、ほう素については捕集材体積の約760倍の湧水量に対して、湧水中濃度の95%以上の除去が可能であり、かつ、一般的なイオン交換樹脂と比べて5倍の通液速度で除去が可能であった。また、ふっ素については捕集材体積の280倍の湧水量に対して除去可能であったが、湧水中のふっ素濃度が高いことから、低濃度における吸着効果が強い捕集材では吸着効率が低く、効率化を図るためには今後も検討が必要である。今後は試験装置を用いた試験により、捕集材の耐久性の評価や再生利用試験を行う予定である。
