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論文

Pb(II) adsorption performance of fibrous graft adsorbent having phosphate groups

植木 悠二; Dafader, N. C.*; 瀬古 典明; 玉田 正男

JAEA-Review 2012-046, JAEA Takasaki Annual Report 2011, P. 41, 2013/01

放射線グラフト重合技術により作製された繊維状グラフト吸着材は、その吸着速度が粒子状樹脂と比較して100倍程度速く、高速処理が可能な高容量吸着材として注目されている。本研究では、放射線エマルショングラフト重合法により、機能性官能基としてリン酸基を有するグラフト吸着材の作製を試みた。カラム吸着試験によりリン酸型グラフト吸着材の吸着特性を評価したところ、通液速度依存性はなく、高流速条件下においても破過点(C/C$$_{0}$$=0.05)、飽和点(C/C$$_{0}$$=1)、並びに、破過点到達時の官能基利用効率(破過容量/飽和容量)はほぼ一定値を示した。また、硝酸水溶液により吸着した鉛イオンの溶離を試みたところ、吸着材体積の約46倍の液量によりほぼ100%の鉛イオンを溶離することができた。その際、鉛イオン濃度は最大で初期供給濃度の約90倍にまで濃縮されていた(初期値: 300ppm,最大値: 27500ppm)。

論文

Study and optimization on graft polymerization under normal pressure and air atmospheric conditions, and its application to metal adsorbent

植木 悠二; Dafader, N. C.*; 保科 宏行; 瀬古 典明; 玉田 正男

Radiation Physics and Chemistry, 81(7), p.889 - 898, 2012/07

 被引用回数:8 パーセンタイル:53.66(Chemistry, Physical)

By finding optimum grafting conditions, radiation-induced graft polymerization of glycidyl methacrylate (GMA) onto non-woven polyethylene (NWPE) fabric was achieved under normal pressure and air atmospheric conditions, even when a polyethylene bottle was used as a reactor instead of unique apparatus such as glass ampoules or vacuum lines. The optimum grafting conditions in this paper were as follows; the pre-irradiation dose was more than 50 kGy, the volume ratio of GMA-emulsion to air was 50:1 or less, and the dissolved oxygen concentration in GMA-emulsion during grafting was below 2.0 mg/L, respectively. Under these grafting conditions, the grafting yield was controlled up to 362%. The prepared GMA-grafted NWPE (GMA-g-NWPE) fabric was modified with a phosphoric acid to obtain a fibrous metal adsorbent. In the column-mode adsorption tests of Pb(II), the adsorption performance of the fibrous metal adsorbent was not essentially dependent on the flow rate of the feed. The breakthrough points of 200, 500, and 1000 h$$^{-1}$$ in space velocity were 483, 477 and 462 bed volumes, and the breakthrough capacities of the three flow rates were 1.16, 1.15 and 1.16 mmol-Pb(II)/g-adsorbent, respectively.

論文

A Simple method for radiation-induced graft polymerization using a polyethylene bottle as a reactor

植木 悠二; Dafader, N. C.*; 瀬古 典明; 玉田 正男

JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 43, 2012/01

放射線を利用した高分子加工技術の一つである放射線グラフト重合法は、既存の高分子基材に新たな機能性官能基を導入することができる優れた手法である。しかし、従来技術では、反応活性種となるラジカルの失活防止対策として、無酸素/真空条件下において重合反応を実施していた。そのため、煩雑な実験操作並びに専用の反応容器等を必要とし、実験環境の整備されていない東南アジア諸国では実施不可能といった問題があった。本研究では、専用装置を使用せずとも実施できるようなより簡便な製法を確立するために、重合反応容器としてポリエチレンボトルを用いたグラフト重合を実施した。その結果、反応系中のラジカル数量及び溶存酸素濃度を制御し、重合反応速度がラジカル失活速度を上回る条件を見いだすことにより、ポリエチレンボトルを反応容器として用いた有酸素/大気圧条件下においてもグラフト重合反応を進行させることに成功した。このときの具体的な反応条件としては、高分子基材への照射線量が50kGy以上、反応容器内のエマルション相と空気相との体積比率が50:1以下、モノマー溶液中の溶存酸素濃度が2.0mg/L以下であった。

論文

Effect of grafting conditions on radiation-induced graft polymerization

植木 悠二; Dafader, N. C.*; 瀬古 典明; 玉田 正男

JAEA-Review 2010-065, JAEA Takasaki Annual Report 2009, P. 45, 2011/01

放射線を利用した高分子加工技術の一つである放射線グラフト重合法は、既存の高分子基材に新たな機能性官能基を導入することができる優れた手法である。しかし、従来技術では、反応活性種となるラジカルの失活防止対策として、不活性ガス雰囲気下での放射線照射,反応液中の溶存酸素の除去,真空あるいは不活性ガス雰囲気下での重合反応などの煩雑並びに熟練した技術を必要とする。本研究では、このような煩雑な操作を必要としない簡便なグラフト重合体作製方法を確立するために、放射線グラフト重合における各種重合条件のグラフト反応率に対する影響を詳細に検討した。その結果、照射工程においては、大気の遮断が可能な密封型照射容器を使用すれば、脱酸素処理や冷却は不要であることがわかった。また、重合反応工程においては、反応溶液中の溶存酸素濃度が最もグラフト率に影響を及ぼし、照射線量が50kGy以上であり、なおかつ、反応溶液中の溶存酸素濃度が5mg/L以下、好ましくは、2mg/L以下であるならば、重合反応速度がラジカル失活速度を上回るため、大気圧及び空気雰囲気下でも放射線グラフト重合反応が進行することを見いだした。

口頭

リン酸型グラフト吸着材の作製とその吸着特性評価

植木 悠二; 瀬古 典明; Dafader, N. C.*

no journal, , 

放射線グラフト重合技術により作製された繊維状グラフト吸着材は、その吸着速度が粒子状樹脂と比較して100倍程度速く、高速処理が可能な高容量吸着材として注目されている。本研究では、放射線エマルショングラフト重合法により、機能性官能基としてリン酸基を有するグラフト吸着材の作製を試みた。カラム吸着試験によりリン酸型グラフト吸着材の吸着特性を評価したところ、通液速度依存性はなく、高流速条件下においても破過点(C/C$$_{0}$$=0.05)、飽和点(C/C$$_{0}$$=1)、並びに、破過点到達時の官能基利用効率(破過容量/飽和容量)はほぼ一定値を示した。また、硝酸水溶液により吸着した鉛イオンの溶離を試みたところ、吸着材体積の約46倍の液量によりほぼ100%の鉛イオンを溶離することができた。その際、鉛イオン濃度は最大で初期供給濃度の約90倍にまで濃縮されていた(初期値: 300ppm,最大値: 27500ppm)。

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