【研究分野】原子力学

【研究領域課題番号】21360472 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ナノ材料 / ナノチューブ / 廃棄物処理 / ナノ空間 / 分離 / 吸着 / 炭素材料 / グラファイト / カーボンナノチューブ / 活性炭 / アクチノイド / MIDAA / Tc / Re / 新抽出剤 / 核種分離 / 錯体構造

【研究成果の概要】

炭素材料によりアクチノイドの分離システムとして構築が可能であることを見出した。分離には、シングルナノサイズの空孔と、官能基の両方のファクターを上手く組み合わせる必要があることを見出した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)

【研究分野】原子力学

【研究領域課題番号】21246146 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

MIDAA / MIDOA / Tc, Re / 新抽出剤 / 核種分離 / 錯体構造 / クロマトグラフィ / 元素変換 / Tc / Re / 核種・元素変換 / 中性子捕獲反応 / ナノ空間 / 分離 / 吸着 / 炭素材料 / カーボンナノチューブ / 活性炭 / グラファイト / アクチノイド

【研究成果の概要】

高レベル廃液中で酸素酸イオンTcO4-として存在するTc（Tc-99）回収のための効果的な抽出剤を開発した。新しい配位子（2,2’-メチルイミノビスジオクチルアセトアミドMIDOAは、ジグリコールアミド（DGA）の中央のエーテル結合の部位に窒素を導入した中心骨格を持ち、Tcに対し強力な抽出能を示す。MIDOAは安定で毒性がなく、検査（治療）対象の臓器に無理なく取り込まれるTc (あるいはRe) 錯体を創製できた。クロマトグラフィ分離法による高レベル廃液処理分離プロセスを構築した。中性子捕獲による使用済み核燃料の核分裂生成物の元素変換挙動と創成元素の資源としての利用可能性を評価した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2009-05-11 - 2014-03-31

【配分額】30,030千円 (直接経費: 23,100千円、間接経費: 6,930千円)

【研究分野】化工物性・移動操作・単位操作

【研究領域課題番号】19360350 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

吸着 / ゲル / 抽出 / 貴金属 / 白金族 / 分離 / ゲルテクノロジー / 液抽出 / 白金属 / レアメタル

【研究成果の概要】

タンニンゲル分子鎖にソフトな配位子〔SCN(チオシアン酸)、Br(ブロム酸)、NH_2(アミン)〕を導入する方法を提案すると共に、Pd(II)およびPt(IV)を含む混合溶液から両元素を完全分離・回収するゲル・液抽出プロセスの開発に成功した。混合液の酸濃度が0.1~5Mと高い操作条件下では、SCNあるいはBr配位子の導入が、一方、酸濃度が0.1Mと低い操作条件下ではNH_2配位子の導入がPd(II)とPt(IV)の選択的分離に効果的であることを明らかにした。ついで、この系に大陽光等の光照射デバイスを付加することで、両元素の選択的分離がより迅速に行われることを見出すと共に、これらの分離機能を明らかにした。本申請の研究で開発したゲル/液抽出プロセスはAu、Ag, Pd、Pt等の貴金属・白金族イオンを含む酸性混合溶液中からの選択的分離に極めて有効であることを実証した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)

【研究分野】化工物性・移動操作・単位操作

【研究領域課題番号】16360381 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

化学工学 / 環境技術 / 構造・機能材料 / ゲル / 環境 / 感温型 / 吸着 / 極微量物質 / 分離 / 濃縮 / 温度操作

【研究成果の概要】

平成16年度および17年度を通して開発した感温型ヘテロポリマーゲル(SSS-VBTA共重合体ゲル:組成はSodium styrene sulfate(SSS)とVinyl benzyl trimetyl ammonium chloride(VBTA))の組成を基本に、その組成を変えることで種々の極微量有害環境汚染物質に対する分離・濃縮性能の向上およびカラム分離(実用化のための手法)用に試作したSSS-VBTAグラフトシリカ粒子の有効性を実証すると共に、下記に示す成果を上げることができた。
(1)SSS-VBTAゲルの吸脱着特性を改良するために、SSSとVBTAに新たにDMAA(ベンゼン環を有しないDimethylacrylamide)を加えた結果、Bisphenol-A,4,4'-Biphenolに対する吸脱着能を向上させることができた。同時に、SSS-VBTA-DMAAゲルは室温下でこれら有害環境汚染物質を吸着分離し、40℃以上の温度下でこれらを脱離する感温型機能を有していることを確認した。
(2)感温型ヘテロポリマーを実環境水の処理システム(温度スイング型カラム分離システム)に用いるために、大きなオープン細孔を有する多孔性シリカゲル粒子内にグラフトしたPSSS-PVBTAグラフトシリカ粒子を開発した。開発したグラフト粒子はBisphenol-Aを室温下で吸着・分離・濃縮し、40℃以上の温度レベルで濃縮されたBisphenol-Aを溶離・回収できることを確認すると共に、吸着・濃縮・溶離を温度スイングのみで操作でき、この機能は可逆的であることを実証した。
(3)これまでの結果を基に、環境水中からの有害な環境汚染物質の分離・濃縮・回収のための温度スイング型カラム分離システムの設計指針を示すことができた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2006

【配分額】14,500千円 (直接経費: 14,500千円)