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論文

Effect of interlayer cations on montmorillonite swelling; Comparison between molecular dynamic simulations and experiments

四辻 健治*; 舘 幸男; 佐久間 博*; 河村 雄行*

Applied Clay Science, 204, p.106034_1 - 106034_13, 2021/04

https://doi.org/10.1016/j.clay.2021.106034
 被引用回数：65 パーセンタイル：99.67(Chemistry, Physical)

This study investigated swelling behaviors of montmorillonite with interlayer cations including monovalent Na, K and Cs, and divalent Ca and Sr by molecular dynamics simulations and experimental measurements coupling X-ray diffraction and water vapor adsorption. The comparative analysis provides a consistent picture of the swelling mechanisms of montmorillonite and their dependence on the interlayer cations. From comparative analysis of the effects of the interlayer cations, the main factor affecting the swelling behaviors of montmorillonite with monovalent and divalent interlayer cations seems to be the hydration free energy of the interlayer cations. The crystalline swelling ability and the saturated water contents in the interlayer of montmorillonite can be correlated to the hydration free energy of each interlayer cations. The additional key factor is the preference of outer- or inner-sphere complex of interlayer cations and resulting cations distributions in the interlayer space. This effect has a significant impact in the case of monovalent cations, resulting different swelling behaviors between outer-sphere Na and inner-sphere K and Cs.

論文

Sorption of Eu$$^{3+}$$ on Na-montmorillonite studied by time-resolved laser fluorescence spectroscopy and surface complexation modeling

佐々木 隆之*; 上田 健揚*; 斉藤 拓巳; 青柳 登; 小林 大志*; 高木 郁二*; 木村 貴海; 舘 幸男

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(4), p.592 - 601, 2016/04

https://doi.org/10.1080/00223131.2015.1066719
 被引用回数：12 パーセンタイル：74.37(Nuclear Science & Technology)

ナトリウム型モンモリロナイトへのEu(III)の収着に対するpH, Eu濃度,硝酸塩濃度の影響について、バッチ収着試験と時間分解型レーザー誘起蛍光分光(TRLFS)によって調査された。0.01M硝酸ナトリウム中では分配係数(Kd)はpHにほとんど依存せず、一方で、1M硝酸ナトリウム中ではKdはpHに大きく依存した。陽イオン交換モデルと1サイトの静電補正を考慮しない表面錯体モデルを組み合せたモデルによってKdデータが解釈された。Eu表面化学種に対するTRLFSスペクトルはパラレル因子分析法(PARAFAC)により解析され、1つの外圏錯体(ファクターA)と2つの内圏錯体(ファクターB及びC)への対応が示唆された。ファクターAとBは、イオン交換サイトへ収着したEu、エッジの水酸基との内圏錯体に、それぞれ対応するものである。ファクターCは比較的高いpH、イオン強度条件で支配的であり、表面におけるEu(OH)$$_{3}$$の析出物と評価された。

論文

Synthesis of sodium dodecyl sulfate-supported nanocomposite cation exchanger; Removal and recovery of Cu$$^{2+}$$ from synthetic, pharmaceutical and alloy samples

Naushad, M.*; Alothman, Z. A.*; Alam, M. M.*; Awual, M. R.; Eldesoky, G. E.*; Islam, M.*

Journal of the Iranian Chemical Society, 12(9), p.1677 - 1686, 2015/09

https://doi.org/10.1007/s13738-015-0642-8
 被引用回数：61 パーセンタイル：83.92(Chemistry, Multidisciplinary)

A new surfactant-based nanocomposite cation exchanger, sodium dodecyl sulfate-Th(IV) tungstate (SDS-TT) was prepared by the sol-gel method. The SDS-TT was characterized by FTIR, XRD, TGA, SEM, EDS and TEM. The distribution studies for various metal ions on SDS-TT were performed in different acidic mediums. On the basis of distribution coefficient values, SDS-TT was found to be selective for Cu$$^{2+}$$ metal ion. SDS-TT was successfully used for the quantitative separation of Cu$$^{2+}$$ from the synthetic mixture, pharmaceutical formulation and brass sample.

論文

A Neutron crystallographic analysis of a rubredoxin mutant at 1.6 ${AA}$ resolution

茶竹 俊行*; 栗原 和男; 田中 伊知朗*; Tsyba, I.*; Bau, R.*; Jenney, F. E. Jr.*; Adams, M. W. W.*; 新村 信雄

Acta Crystallographica Section D, 60(8), p.1364 - 1373, 2004/08

https://doi.org/10.1107/S090744490401176X
 被引用回数：34 パーセンタイル：88.87(Biochemical Research Methods)

${it Pyrococcus furiosus}$由来ルブレドキシンの高い熱安定性の起源を明らかにするため、その変異型に対する1.6${AA}$分解能中性子結晶構造解析(重水中で結晶育成)を生体高分子用中性子回折装置BIX-3(原研原子炉JRR-3内設置)を用いて行った。${it P. furiosus}$由来ルブレドキシンは、通常の熱安定性を持つ常温菌由来のルブレドキシンと異なるアミノ酸残基部分を持つ。そこで、その中で重要と考えられる3つの残基を常温菌のものに変えた変異型を発現させ、その水素結合パターンを変異の無い野生型と比較した。その結果、変異を行った残基の一つで水素結合パターンの違いが明らかになった。これをもとに熱安定性の議論を行った。一方で、このタンパク質の水素/重水素置換率の詳細も調べた。その結果、ルブレドキシンの鉄-硫黄中心(酸化還元機能を司る)にかかわる4つのシステイン残基周辺は、最も水素/重水素置換が進んでいないということがわかった。これはこの周囲の構造が安定であることを示唆している。加えて、この高分解能な中性子構造解析により、水和水の秩序性も含めた詳細な水和構造が明らかになった。

論文

Neutron crystallographic study on rubredoxin from ${it Pyrococcus furiosus}$ by BIX-3, a single-crystal diffractometer for biomacromolecules

栗原 和男; 田中 伊知朗*; 茶竹 俊行*; Adams, M. W. W.*; Jenney, F. E. Jr.*; Moiseeva, N.*; Bau, R.*; 新村 信雄

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 101(31), p.11215 - 11220, 2004/08

https://doi.org/10.1073/pnas.0403807101
 被引用回数：48 パーセンタイル：61.07(Multidisciplinary Sciences)

原研原子炉JRR-3設置の生体高分子用中性子回折装置BIX-3を用いて、高い熱安定性を持つ${it Pyrococcus furiosus}$由来ルブレドキシンの中性子結晶構造解析を行った。結晶化はH原子からのバックグラウンドを抑えるため重水中で行った。回折実験は常温で行い、1.5${AA}$分解能でデータ収率81.9%を得た。立体構造モデルの精密化では、306個のH原子と50個のD原子及び37個の水和水を同定した。その結果、モデルの信頼性を示す${it R}$因子及び${it R}$$$_{free}$$因子は最終的に各々18.6%, 21.7%となった。この中性子解析により、X線解析では明確でなかったアミノ酸側鎖のO-D結合の方位を明らかにできた。また、主鎖のN-H結合のH原子は多くがD原子に置換されている一方で、その中で5つのH原子は置換されずに保たれていることがわかった。これはその周囲の高い構造安定性を示す。さらに中性子散乱密度図では、このタンパク質の高い熱安定性に寄与していると考えられているND$$_{3}$$$$^{+}$$末端のその周囲に広がる水素結合ネットワークを詳細に明らかにすることができた。

論文

Electro-electrodialysis of hydriodic acid using the cation exchange membrane cross-linked by accelerated electron radiation

Arifal; Hwang, G.; 小貫 薫

Journal of Membrane Science, 210(1), p.39 - 44, 2002/12

https://doi.org/10.1016/S0376-7388(02)00372-1
 被引用回数：19 パーセンタイル：59.78(Engineering, Chemical)

HI$$_{x}$$溶液の電界電気透析における市販陽イオン交換膜(CMB)のH$$^{+}$$選択性を向上させるため、電子線架橋を試みた。照射膜の基本特性(膜抵抗,イオン交換容量,含水率)を測定した結果、イオン交換容量及び含水率は変わらないものの、膜抵抗に有意の減少が認められた。また、HI$$_{x}$$溶液([HI]=9.5mol/kg)の電解電気透析を、75$$^{circ}C$$,9.6A/dm$$^{2}$$の条件で行った結果、照射膜は、未照射膜に比べて、高いH$$^{+}$$選択性を示すことを確認し、予測した選択性向上の可能性を示した。

報告書

無機イオン交換体を用いた酸性媒体からのSr及びCsの分離と固定化(文献調査)

山岸 功

JAERI-Review 2001-027, 52 Pages, 2001/07

JAERI-Review-2001-027.pdf:3.59MB

酸性高レベル廃液に含まれるSr及びCsの分離及び固定化に用いる無機イオン交換体を選定するため、既存の交換体及び処分形態に関する文献調査を行った。Csの分離固定化には結晶性シリコチタネイトが有望であるが、Srの選択的分離に適した交換体は開発されていない。交換体の処分形態としてはセラミック固化体が適しているが、その安定性は交換体組成、固化体品質及び処分シナリオに大きく依存する。得られた結果をもとに、新規交換体に要求される吸着性能及び構成物質について検討した。

論文

Determination of atmospheric concentration and size distribution of $$^{90}$$Sr using liquid scintillation counting techniques

天野 光

Proc. of the 4th Int. Seminor of Liquid Scintillation Analysis, p.236 - 245, 1991/00

Sr-90は核分裂生成物の中でも長半減期であり、体内に取りこまれると長期間保持され内部被曝線量も大きいので重要な核種である。自然環境中に存在するSr-90について、従来の発煙硝酸を用いた煩雑な分析法のかわりに、陽イオン交換樹脂による化学分離と液体シンチレーション計測法(LSC法)を用いた簡便で精度の高い分析法を開発した。本分析法では、環境試料中にSr-89が含まれていても、$$beta$$線のエネルギー弁別によりLSC法による1回測定でSr-89、Sr-90それぞれ弁別定量できる。本分析法の欠点は、Y-90のミルキングにより定量する方法と異なり、Sr-90濃縮液が水溶液の形で保存できないことである。本分析法を用いて、東海村における大気中のSr-90濃度及びSr-90エアロゾルの粒径分析を測定した結果について報告する。粒径分布の測定結果から呼吸による内部被曝線量評価に不可欠な空気力学的放射能中央径(AMAD)を求めた。

論文

Desorption behavior of plutonium from anion-exchange resin with HNO$$_{3}$$-HI mixed acid solution

臼田 重和; 桜井 聡; 平田 勝; 梅澤 弘一

Sep. Sci. Technol., 25(11-12), p.1225 - 1237, 1990/00

https://doi.org/10.1080/01496399008051850
 被引用回数：1 パーセンタイル：27.36(Chemistry, Multidisciplinary)

硝酸溶液中の強塩基性陰イオン交換樹脂に強固に吸着しているプルトニウムを溶離するため、硝酸-ヨウ化水素酸混合溶液を用いてプルトニウムの脱着挙動を調べた。プルトニウムの脱着は、混合酸溶液中の硝酸濃度が高くなる程増加した。しかし、ヨウ化水素酸は樹脂中で硝酸濃度とともに分解する傾向にあり、2.5Mを超えると溶離が困難であった。この混合酸溶出液中のプルトニウムの酸化状態は、3価及び4価の混合であった。硝酸溶液中の陰イオン交換樹脂に吸着しているプルトニウムを効果的に溶離するには、1MHNO$$_{3}$$-0.1MHI混合溶液が溶離液として適当であった。以上の結果をふまえ、ミクロ量及びマクロ量双方に対するプルトニウムの精製法を確立した。

論文

Lithium isotope separation by displacement chromatography using cryptand resin

藤根 幸雄; 斎藤 恵一朗; 柴 是行

Journal of Nuclear Science and Technology, 20(5), p.439 - 440, 1983/00

https://doi.org/10.3327/jnst.20.439
 被引用回数：53 パーセンタイル：99.42(Nuclear Science & Technology)

双環性クラウン化合物:〔2$$_{B}$$.2.1〕クリプタンドのモノマーをスチレン・ジビニルベンゼン重合体からなる樹脂粒に化学結合させたクリプタンド樹脂でクロマトグラフィ用のカラムを作り、リチウム吸着帯をカラム内で置換的に移動させることによりリチウム同位体分離を行った。リチウムの保持イオンとしてCs$$^{+}$$を、置換剤としてNa$$^{+}$$イオンを使い、溶媒としてメタノールを利用すると酢酸リチウムの吸着帯は溶離クロマトグラフィのように大きなティリングを示さず、2mの移動距離では、ほぼ一定の吸着帯長さを維持した。吸着帯内で、$$^{6}$$Liは後端側に$$^{7}$$Liは前端側に濃縮された。この分離系の同位体分離係数は1.014(40$$^{circ}$$C)であった。

論文

Solidification of powdered ion exchange resins with polyethylene

森山 昇; 土尻 滋; 本田 忠博*

Nucl.Chem.Waste Manage., 3, p.131 - 137, 1982/00

粉状イオン交換樹脂(Powdex)に対するポリエチレン固化法の適応性を検討した。廃棄物は40~50wt%混入できるので減容効果が大きく、廃棄物発生量はセメント固化に比べて1/3~1/4になる。廃棄物を50wt%含む固化体は、密度が1.05g/cm$$^{3}$$、圧縮強度が230kg/cm$$^{2}$$であり、強度は1.4$$times$$10$$^{9}$$radまでの線量を吸収しても低下しない。放射線分解ガス量の70~90%を占める水素の発生量は、(2.0~2.4)$$times$$10$$^{-}$$$$^{2}$$cm$$^{3}$$/g・Mradである。固化体からの$$^{6}$$$$^{0}$$Coの浸出性は、拡散係数で10$$^{-}$$$$^{1}$$$$^{0}$$~10$$^{-}$$$$^{1}$$$$^{2}$$cm$$^{2}$$/dayであり小さい。また固化体の耐水性は、廃棄物混入率ばかりでなく、混入されているカチオン樹脂とアニオン樹脂の比率にも依存する。

報告書

硫黄-35 およびその標識無機化合物製造技術の開発

四方 英治

JAERI 1273, 60 Pages, 1981/12

JAERI-1273.pdf:4.48MB

原子炉で照射した塩化カリウムからキュリー量の$$^{3}$$$$^{3}$$Sを定常的に製造するための技術を開発した。最初に原子炉照射により生成する$$^{3}$$$$^{5}$$Sと$$^{3}$$$$^{2}$$Pの量的関係にを求めた。ついで、$$^{3}$$$$^{5}$$Sの分離回収のために、陰イオン交換法と陽イオン交換法を研究した。前者では、水ータノール系から大部分の塩化カリウムを沈殿除去する前処理法を導入した。陽イオン交換法では、Fe$$^{3}$$$$^{+}$$-型陽イオン交換樹脂カラムにより選択的に$$^{3}$$$$^{2}$$Pを吸着除去する方法を開発した。定常生産には陽イオン交換法を採用し、グローブボックスを主体とする施設を建設してキュリー量の$$^{3}$$$$^{5}$$Sの生産を開始した。標識化合物の製造研究では、原子炉照射した塩化カリウムから直接硫酸塩、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、元素状硫黄などを製造する簡便で安全な技術を開発した。またターゲットを厳重に管理した状態で取扱うことにより、$$^{3}$$$$^{5}$$Sの60%をチオ硫酸塩として回収するという特異な結果を得た。

論文

Fluorination of polyhydrofluoroethylenes, 2; Formation of perfluoroalkyl carboxylic acids on the surface region of poly (vinylidene fluoride) film by oxyfluorinastiion, fluorination, and hydrolysis

篠原 遙

Journal of Polymer Science; Polymer Chemistry Edition, 17(5), p.1543 - 1556, 1979/00

ポリフッ化ビニリデン膜の表層部を酸素・フッ素混合気体をもちいてオキシフッ素化し、さらにフッ素のみをもちいてフッ素化した後、熱濃アルカリ処理することにより、高分子量ペルフルオロカルボン酸型陽イオン交換体を形成した。これは通常のカルボン酸型陽イオン交換体より酸性度が強く、中性塩化リチウム、塩化ナトリウム溶液中のLi$$^{+}$$およびNa$$^{+}$$をそれぞれ交換容量の約60%および70%捕集することができた。

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