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佐藤 淳也; 塩田 憲司*; 高岡 昌輝*
材料, 70(5), p.406 - 411, 2021/05
アルミノシリケート硬化体は、構造中に有害元素や放射性核種を固定化する特性を有する無機固化材である。本研究では、元素の固定化性能の向上が期待される低Si/Alモル比のアルミノシリケート硬化体を作製するため、化学試薬からSi/Alモル比が0.5の原料を合成することを試みた。作製したSi-Alゲルの化学組成を分析した結果、Si/Alモル比は0.5となり、不純物が少ない非晶質性の材料を合成できた。Si-Alゲルを用いて作製したアルミノシリケート硬化体は5 MPa以上の一軸圧縮強度を示し、Si-Alゲルがアルミノシリケート硬化体の原料として利用可能であることを確認した。Si/Alモル比が1.25のアルミノシリケート硬化体は、緻密な表面構造を有しており、すべての試料中で一軸圧縮強度が最も高くなった。
佐藤 淳也; 塩田 憲司*; 高岡 昌輝*
Journal of Hazardous Materials, 385, p.121109_1 - 121109_9, 2020/03
被引用回数：9 パーセンタイル：43.42(Engineering, Environmental)アルミノシリケート硬化体は、有害な重金属を構造中に固定化することが報告されているが、固定化のメカニズムは未だ不明瞭である。この原因は、アルミノシリケート硬化体を構成する、結晶相及び非晶質相への各相への鉛の取り込まれ方を分けて評価できていないためである。そのため本研究では、アルミノシリケート硬化体の非晶質相に着目し、鉛の固定化のメカニズムを調査した。試薬から合成したSi-Alゲルを材料として、鉛の添加量を変えたアルミノシリケート硬化体を作製した。ラマン分光分析の結果、鉛の添加量に伴い、Si-O振動に由来するバンドが低波数側へシフトした。このラマンシフトは、鉛とSi-O由来の酸素が共有結合していることを示唆した。加えて、逐次抽出法の結果から、硬化体に加えた鉛のうち75-90%の鉛が難溶性であることを示した。これらの結果から、アルミノシリケート硬化体の非晶質相への鉛の固定化は、主に非晶質相との共有結合によることが示唆された。
佐藤 淳也; 入澤 啓太; 高岡 昌輝*; 中澤 修
no journal, ,
ジオポリマーは重金属を内部構造中に固定できる次世代の無機固化材である。低レベル放射性廃棄物の固型化材の候補として、これまでにジオポリマーが重金属を固定できることを確認したが、固定化のメカニズムや長期的な安定性は不明である。そこで本研究では、逐次抽出法と構造分析を組み合わせて評価することで、ジオポリマー中の重金属の化学形態を推定し、閉じ込め性を持つ固化材としてのジオポリマーの有効性を評価することを目的とする。今回は、加熱処理したSiAlゲルを原料として鉛を添加したジオポリマーを合成し、鉛がジオポリマーのマトリクス構造に及ぼす影響を評価した。
佐藤 淳也; 入澤 啓太; 中澤 修; 高岡 昌輝*
no journal, ,
アルミノシリケート硬化体は、材料自体に固定化性能を持つ無機固形化材料である。先行研究より、アルミノシリケート硬化体のSi/Alモル比が小さいほど鉛等の重金属を強固に固定化する可能性が報告されている。しかしながら、これまで原料として利用されている非晶質Si-Al粉末のSI/Alモル比は1以上である。したがって、よりSi/Alモル比の低いアルミノシリケート硬化体を対象に鉛の固定化を調査するためには、Si/Alモル比の低い原料を合成することが必要である。本研究では、試薬からSi/Alモル比が0.5の非晶質Si-Al粉末を開発した。開発した非晶質Si-Al粉末を用いて、鉛を含むSi/Al比を変えたアルミノシリケート硬化体を作製し、Si/Al比の変化が結晶相や鉛の浸出性に及ぼす影響を評価した。鉛の浸出性の評価結果から、鉛の固定化に最適なアルミノシリケート硬化体のSi/Alモル比を明らかにした。
