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Sr分析の実現に向けた検討堀田 拓摩; 浅井 志保*; 今田 未来; 松枝 誠; 半澤 有希子; 北辻 章浩
分析化学, 69(10/11), p.619 - 626, 2020/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Chemistry, Analytical)Sr分析の迅速な前処理分離を可能とするため、基材表層部へ吸着層を形成可能な放射線乳化グラフト重合法により、Sr吸着性を示す18-クラウン-6エーテル誘導体を担持したSr分離用吸着繊維を開発した。常温で液体のSr吸着分子を繊維表面に担持させることにより、前報で作製したSr分離材料と比較してSr吸着容量が大幅に向上した。このSr吸着繊維の平衡吸着容量は、同一のSr吸着分子を含浸する市販の粒子状のSr分離材料(Sr Resin)と比較しても遜色なかった。また、Sr吸着分子の本来の金属イオン選択性は維持されていた。この吸着繊維を用いた簡易的なSr分析法を考案し、Srの吸着性能を評価したところ、Srの吸着操作から測定までを約1時間で完了することが可能であった。
瀬古 典明*; 保科 宏行*; 笠井 昇*; 柴田 卓弥; 佐伯 誠一*; 植木 悠二*
Radiation Physics and Chemistry, 143, p.33 - 37, 2018/02
被引用回数：16 パーセンタイル：84.77(Chemistry, Physical)Six years after the Fukushima-nuclear accident, the dissolved radioactive cesium (Cs) is now hardly detected inenvironmental natural waters. These natural waters are directly used as source of drinking and domestic waters in disaster-stricken areas in Fukushima. However, the possibility that some radioactive Cs adsorbed on soil or leaves will contaminate these natural waters during heavy rains or typhoon is always present. In order for the returning residents to live with peace of mind, it is important to demonstrate the safety of the domestic waters that they will use for their daily life. For this purpose, we have synthesized a material for selective removal of radioactive Cs by introducing ammonium 12-molybdophosphate (AMP) onto polyethylene nonwoven fabric through radiation-induced emulsion graft polymerization technique. Water purifiers filled with the grafted Csadsorbent were installed in selected houses in Fukushima. The capability of the grafted adsorbent to remove Cs from domestic waters was evaluated for a whole year. The results showed that the tap water filtered through the developed water purifier contained no radioactive Cs, signifying the very effective adsorption performance of thedeveloped grafted adsorbent. From several demonstrations, we have commercialized the water purifier named "KranCsair".
Zhao, Y.; 吉村 公男; 猪谷 秀幸*; 山口 進*; 田中 裕久*; 小泉 智*; Szekely, N.*; Radulescu, A.*; Richter, D.*; 前川 康成
Soft Matter, 12(5), p.1567 - 1578, 2016/02
被引用回数：27 パーセンタイル：80.24(Chemistry, Physical)We investigated the interplay between morphology and properties of a new graft-type of anion exchange membranes (AEMs) containing 2-methylimidazolium groups by using contrast variation small angle neutron scattering (SANS) technique. These AEMs prepared by radiation-induced grafting of 2-methyl-1-vinylimidazole and styrene into poly(ethylene-co-tetrafluoroethylene) (ETFE) films, possessed both high alkaline durability and high conductivity. The SANS measurement reveals that these membranes are consisted of three phases: crystalline lamellar and crystallite domains originating from the pristine ETFE, which offer good mechanical properties, hydrophobic amorphous domains, which offer a matrix to create conducting regions, and interconnected hydrated domains, which are composed of the entire graft chains and water and play a key role to promote the conductivity.
濱田 崇; 長谷川 伸; 深沢 秀行*; 澤田 真一; 越川 博; 宮下 敦巳; 前川 康成
Journal of Materials Chemistry A, 3(42), p.20983 - 20991, 2015/11
被引用回数：35 パーセンタイル：70.48(Chemistry, Physical)燃料電池の本格普及のため、低加湿下でのプロトン導電率と高加湿下での機械強度を併せ持つ電解質膜が不可欠である。本研究は、膜強度の高いポリ(エーテルエーテルケトン) (PEEK)に着目し、放射線グラフト重合により高いイオン交換容量(IEC)を有するPEEK-グラフト型電解質膜(PEEK-PEM)を合成することで、導電率と機械的強度の両立を目指した。IEC=3.08mmol/gのPEEK-PEMは、80
Cにおいて、低加湿下(相対湿度30%)でナフィオンと同等の導電率、高加湿下(相対湿度100%)で1.4倍の引張強度(14MPa)を示した。さらに、PEEK-PEM (IEC=2.45mmol/g)を用いて作製した燃料電池は、高加湿下(相対湿度100%)でナフィオンと同等、低加湿下(相対湿度30%)でナフィオンの2.5倍の最大出力密度を示した。X線回析からPEEK-PEMは、グラフト重合中、結晶性が増加するため、高いIECを持つPEEK-PEMにおいても、高い機械的強度を示すことが明らかとなった。
植木 悠二; 佐伯 誠一; 瀬古 典明
日本イオン交換学会誌, 25(4), p.99 - 104, 2014/11
The dynamic adsorption/elution properties of an ethyl p-styrenesulfonate (EtSS)-based fibrous graft adsorbent having sulfonic acid (SO
H) groups were evaluated by column-mode adsorption/elution tests for various cations. The EtSS-based fibrous graft adsorbent could work to capture various cations rapidly even under high flow rate conditions, compared with a commercial granular resin. The reason for this difference of adsorption rates was thought to be that the target ions were easily and rapidly transported near the SOH groups of graft chains by fluid convection. The affinity order of the fibrous graft adsorbent for cations depended on the cationic size and valence. It was found that the EtSS-based fibrous graft adsorbent preferentially adsorbed more multiply-charged cations having a larger cationic radius. The adsorbed cations could be easily eluted and concentrated by 1 M HNO aqueous solution, and the recovery of each cation was reached over 90%. Based on the above results, it was found that the EtSS-based fibrous graft adsorbent could be available as a sophisticated metal adsorbent in the industrial processes.
Chen, J.; 浅野 雅春; 八巻 徹也; 吉田 勝
Journal of Applied Polymer Science, 100(6), p.4565 - 4574, 2006/06
被引用回数：44 パーセンタイル：75.66(Polymer Science)スチレンの誘導体であるメチルスチレン(MeSt)の
線グラフト重合反応及び得られた膜の特性に及ぼす架橋剤の影響について検討した。架橋剤として、ジビニルベンゼン(DVB),ビスビニルフェニルエタン(BVPE),トリアリルシアヌレート(TAC)を用いた。グラフト重合反応性は、DVBの場合、3%までグラフト率の急激な上昇が見られたが、その後濃度が高くなるに従い、急激に低下した。また、BVPEでは、40%までグラフト率の上昇が確認できた。TACの場合、グラフト率は40%まで変化しなかった。得られた架橋剤導入電解質膜の耐酸化性試験の結果、スルホン酸基の脱離は架橋剤の導入により、抑制されることがわかった。その抑制効果は、架橋剤の種類により異なり、TAC, BVPE, DVBの順に大きくなった。
Chen, J.; 浅野 雅春; 八巻 徹也; 吉田 勝
Journal of Materials Science, 41(4), p.1289 - 1292, 2006/02
被引用回数：22 パーセンタイル：58.32(Materials Science, Multidisciplinary)電解質膜の耐久性を向上させるために、スチレンに代わるモノマーとして、スチレンの誘導体であるメチルスチレン(MeSt)及びt-ブチルスチレン(tBuSt)さらに架橋剤として、高密度の架橋構造の付与が期待できるジビニルベンゼン(DVB)を組合せた新規な電解質膜を放射線グラフト重合法により合成した。このようにして得た36%のグラフト率を持つ電解質膜は、ゴア膜に比べて高いプロトン導電性を持つことがわかった。また、膜の安定性は、スチレン/DVB膜に比べて3倍向上した。
Chen, J.; 浅野 雅春; 八巻 徹也; 吉田 勝
Journal of Membrane Science, 269(1-2), p.194 - 204, 2006/02
被引用回数：140 パーセンタイル：96.02(Engineering, Chemical)高性能の電解質膜を得るために、スチレンに代わるモノマーとして、スチレンの誘導体であるメチルスチレン(MeSt)及びt-ブチルスチレン(tBuSt)さらに架橋剤として、電解質膜に導入した時に柔軟性の付与が期待できるビスビニルフェニルエタン(BVPE)と高密度の架橋構造の付与が期待できるジビニルベンゼン(DVB)を組合せた新規な電解質膜を放射線グラフト重合法により合成した。得られた四元系MeSt/tBuSt/DVB/BVPE(40/40/2.5/17.5wt%)電解質膜の耐久性加速試験(60C,3%過酸化水素水溶液中)の結果、スルホン酸基の脱離時間が300時間に達した。また、メタノール透過性ではナフィオンに比べて、四元系電解質膜は1/6まで抑制できることがわかった。
澤田 真一; 八巻 徹也; 浅野 雅春; 寺井 隆幸*; 吉田 勝
Transactions of the Materials Research Society of Japan, 30(4), p.943 - 946, 2005/12
グラフト鎖の構造の異なる架橋PTFE電解質膜を合成し、それらの温湿度制御下におけるプロトン伝導特性をACインピーダンス法によって評価した。前照射線量を15kGy(一定)としてグラフト反応を行い、鎖の密度を等しくした膜では、イオン交換容量とともにプロトン伝導度が増大した。伝導度の最大値としては、イオン交換容量2.8meq/gの膜が温度80C,相対湿度95%の環境下において0.20S/cmを示した。イオン交換容量が同程度のときは、グラフト鎖の密度が高く長さが短い方が、長い鎖が低密度に存在するときよりも、高い伝導度を示した。この結果は、プロトンの伝導経路である親水性領域の構造の違いに起因すると考えられる。
浅井 志保; 渡部 和男; 須郷 高信*; 斎藤 恭一*
Journal of Chromatography A, 1094(1-2), p.158 - 164, 2005/11
被引用回数：23 パーセンタイル：55.38(Biochemical Research Methods)放射性廃棄物を安全かつ経済的に処分するためには、放射性廃棄物に含まれる放射能量を測定する必要がある。測定対象となる放射性核種のうち、
線及び
線放出核種については、測定の前処理として化学分離が必要となる。本研究では、化学分離の迅速化を目指して、抽出試薬を担持したグラフト多孔性膜を開発した。まず、ポリエチレン製の多孔性中空糸膜に電子線を照射してラジカルを生成させ、エポキシ基を有するモノマー、glycidylmethacrylate(GMA)をグラフト重合し、GMA膜を作製した。次に、エポキシ基の開環反応によってオクタデシルアミノ基(C
H
NH基)をグラフト鎖に導入し、疎水性膜とした。疎水性膜を抽出試薬担持溶液(抽出試薬/エタノール=5/95, (v/v))に浸漬し、抽出試薬担持膜とした。抽出試薬は希土類元素に選択性を持つHDEHPを用いた。HDEHPの担持量は、最大2.1mol/kg-GMA膜となり、膜の体積は1.4倍に膨潤した。その結果、細孔径が増大し透水性が向上した。得られたHDEHP担持膜にイットリウム水溶液を透過させたところ、0.38mol-Y/kg-GMA膜のイットリウムが吸着し、7M硝酸で全て溶出できた。吸着・溶出の繰り返し操作後も吸着容量は変化しなかった。
-poly(alkyl vinyl ether) membranes for polymer electrolyte membrane fuel cells by radiation processingChen, J.; 浅野 雅春; 八巻 徹也; 吉田 勝
Journal of Membrane Science, 256(1-2), p.38 - 45, 2005/06
放射線同時照射法による新しい燃料電池用電解質膜を作製した。電子線架橋したPTFE膜に放射線同時照射法により、プロピルビニルエーテル(nPVE)及びイソプロピルビニルエーテル(iPVE)をグラフト重合させたところ、照射線量とともにグラフト率は、見かけ上直線的に増加することがわかった。また、照射温度を変化させた場合、グラフト反応はそれぞれの沸点付近において急激に進行した。一方、塩化アルミなどの触媒を共存させることにより、グラフト率は顕著に加速された。スルホン化後の電解質膜の特性を調べたところ、イオン交換容量が小さいにもかかわらずナフィオンに同等のプロトン導電性を示した。
-proline methyl ester)-
-poly(acrylic acid) for selective permeation of metal ions長谷川 伸; 大橋 仁; 前川 康成; 片貝 良一*; 吉田 勝
Radiation Physics and Chemistry, 72(5), p.595 - 600, 2005/04
被引用回数：16 パーセンタイル：71.76(Chemistry, Physical)温度と、pH応答性ゲル膜は、温度応答性のアクリロイル-L-プロリンメチルエステル(A-ProOMe)のポリマーゲル上にpH応答性ポリ(アクリル酸(AAc))を線グラフトで合成した。AAc15mol%グラフト鎖を持つポリ(A-ProOMe)のゲル膜は、温度とpH両方の応答性を示した。温度官能基が収縮し、pH官能基が膨潤している30C, pH6.0の条件で、Li, Co, Ni混合イオンからLiイオンの選択透過性が達成できた。
Kavakli, P. A.*; 瀬古 典明; 玉田 正男; G
ven, O.*
Separation Science and Technology, 39(7), p.1631 - 1643, 2005/00
被引用回数：58 パーセンタイル：84.33(Chemistry, Multidisciplinary)放射線グラフト重合技術を利用して、イミノプロピオニトリルから誘導したアミドキシム型捕集材の合成を行い、ウランとバナジウムなどの希少金属の吸着特性を評価した。論文の主旨は以下の通りである。(1)基材のポリプロピレン製の不織布に電子線を照射し、放射線グラフト重合技術を利用して捕集材を作製した。(2)この捕集材の金属に対する選択制はバナジウム
ウラン銅鉛コバルトであることがわかった。(3)100ppbと500ppbのウラン及びバナジウムの溶液中で吸着試験を行ったところ、高濃度の500ppbと比較して低位濃度下における吸着分配係数は6倍もあることがわかった。
八巻 徹也; 小林 和博; 浅野 雅春; 久保田 仁*; 吉田 勝
Polymer, 45(19), p.6569 - 6573, 2004/09
被引用回数：56 パーセンタイル：82.72(Polymer Science)架橋ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)にスチレンを線グラフトした後、スルホン化することによって、プロトン交換膜を合成した。グラフト率は、PTFE基材膜の架橋密度とグラフト反応の条件により7
75%の範囲で制御された。今回の作製条件において、膜内部まで均一にスルホン酸基を導入するためには30%以上のグラフト率が必要であることがわかった。得られたプロトン交換膜は、ナフィオンのような市販のパーフルオロスルホン酸膜を大きく上回る2.9meq g
という大きなイオン交換容量を有するとともに、含水時における高い寸法安定性も兼ね備えている。これらの優れた特性は、言うまでもなく架橋PTFEをグラフト基材に用いたことに起因し、われわれのプロトン交換膜が燃料電池に応用可能であることを強く示唆している。
瀬古 典明; Basuki, F.*; 玉田 正男; 吉井 文男
Reactive and Functional Polymers, 59(3), p.235 - 241, 2004/07
被引用回数：52 パーセンタイル：82.06(Chemistry, Applied)近年、ヒ素の汚染による被害が世界各国で問題になっている。われわれは、ヒ素に対して選択性の高いジルコニウム基を放射線グラフト重合法により導入し、ヒ素除去吸着材を開発した。不織布基材にリン酸基を有するモノマーをグラフト反応させ、酸性下ジルコニウムを担持させた。ジルコニウム官能基量は吸着材1kgあたり4.1molであった。ヒ素の除去に関しては、従来のイオン交換樹脂等と比較すると、130倍もの速度で処理を行うことが可能にあり、総吸着容量も6倍程度の処理能力を有することがわかった。除去したヒ素は、水酸化ナトリウムを用いて回収することが知られているが、これまでは共存イオンの影響を受けていたものの、本吸着材では、その影響を受けず、処理速度も10倍以上で行うことが可能であった。広範囲のpHにおいてもその処理ができることを確認した。
魚谷 正樹*; 清水 隆夫*; 玉田 正男
Proceedings of 2003 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '03) (DVD-ROM), 8 Pages, 2003/00
本報告は放射線グラフト重合捕集材による海水からのウラン捕集技術の現状と日本の原子力エネルギーの長期展望の観点から捕集したウランの使用見通しを記載した。高速増殖炉で実用的にプルトニウムが使用されたとしても、21世紀後半、日本では数千トンのウランが必要と予想される。この需要は捕集コストが合理的であれは、海水ウランによって賄うことが可能である。結果として、海水ウランの利用は高速増殖炉の安全性や経済性の開発に余裕を与える重要な役割が有るといえる。
武田 隼人*; 大沼 謙二*; 玉田 正男; 笠井 昇; 片貝 秋雄; 長谷川 伸; 瀬古 典明; 川端 幸哉*; 須郷 高信
JAERI-Tech 2001-062, 66 Pages, 2001/10
放射線グラフト重合法によって合成した金属捕集材の実海域での適応性を調査検証するため、海水中に極低濃度で溶存するウラン、バナジウム等の有用金属の捕集試験をむつ事業所沖合いの実海域で実施している。捕集材から溶離した有用金属はキレート樹脂に再吸着して分離・精製施設に輸送して精製した。キレート樹脂はPVC製の樹脂筒に収納しさらにステンレススチール製の輸送容器に収納してトラックで専用積載として輸送した。本試験で取り扱うウランの量は、1回の試験当り150g(1.92MBq)以下としたので、ウランの濃度は最大で60Bq/gであり、取り扱い量も濃度も法規制の対象外である。したがって、輸送も一般の物質として行うことができるが、自主的にL型輸送物に準拠して輸送することにした。L型輸送物は法令上輸送容器に関する構造強度上の要求はないが、輸送に当って安全を期すため上位輸送区分であるIP-2型相当の強度を有することをあらかじめ解析評価して、通常の取扱い条件において輸送容器の健全性を確保できることを確認した。また、輸送に当っては、あらかじめ輸送計画書を作成し、これに従って実施した。
吉沢 巌*; 小原 長二*; 梶 加名子; 畑田 元義
Journal of Applied Polymer Science, 55, p.1643 - 1649, 1995/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Polymer Science)ポリエチレン発泡体に難燃性オリゴマーをグラフト重合させて発泡体を難燃化する技術を開発するにあたり、オリゴマーの重合挙動を検討した。含浸時のオリゴマーの粘度を下げるための希釈剤が残存することが考えられるので、オリゴマーに希釈剤が存在したときの重合速度、また雰囲気中に酸素が存在したときの重合速度について検討した。オリゴマーの重合速度は線量率の一乗に比例すること、同じ線量では、照射回数が多い程、重合に有利であった。また希釈剤として水又はメタノールを使用したときこれらは殆ど重合に影響を与えなかった。残存酸素は、オリゴマーの液膜の厚さが小さいときに大きな重合抑制効果を示した。
梶 加名子; 吉沢 巌*; 小原 長二*; 駒井 邦章*; 畑田 元義
Journal of Applied Polymer Science, 51, p.841 - 853, 1994/00
被引用回数：11 パーセンタイル：48.16(Polymer Science)連続気泡型含リンビニルオリゴマーを含浸させ、窒素気流中で電子線照射を行い、発泡体気泡内壁にオリゴマーをグラフト重合させた。このときオリゴマーの希釈率、ローラー間隙を選ぶことにより適当な含浸率を得ることができた。また電子線の照射条件についても検討を行った。得られたグラフト発泡体は、典型的な難燃試験に合格することがわかった。また、グラフト処理により、原発泡体の機械的性質が著しく損われることはなかった。
大阪支所
JAERI-M 92-129, 40 Pages, 1992/09
本報告書は、大阪支所において、平成元年度から3年度までに行なわれた研究活動を、各年度ごとにまとめたものである。主な研究題目は、エキシマーレーザー光照射による有機低分子化合物より高付加価値化合物の合成、高機能付与のための高分子表面改質、線によるグラフト反応及び難燃材料の開発、放射線による金属カルボニル及び金属塩水溶液からの金属微粒子の合成、化学吸着による多層膜の形成、気体の励起発光、線量測定の研究などである。
