JP7310222B2 - ストロンチウム吸着剤及びその製造方法 - Google Patents
ストロンチウム吸着剤及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7310222B2 JP7310222B2 JP2019065149A JP2019065149A JP7310222B2 JP 7310222 B2 JP7310222 B2 JP 7310222B2 JP 2019065149 A JP2019065149 A JP 2019065149A JP 2019065149 A JP2019065149 A JP 2019065149A JP 7310222 B2 JP7310222 B2 JP 7310222B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strontium
- adsorbent
- strontium adsorbent
- water
- niobium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Description
本発明は、ストロンチウム吸着剤及びその製造方法に関する。本発明のストロンチウム吸着剤は、例えば、放射性ストロンチウムに汚染された海水、河川水、地下水から放射性ストロンチウムを選択的に吸着して除害する等の用途に有用である。
福島原発事故により発生した放射性汚染水から放射性元素、特に処理が困難なストロンチウムを選択的に処理できる吸着剤が望まれている。この放射性汚染水には海水が含まれているために、ナトリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属を高濃度で含有しており、イオン交換樹脂などの一般的なイオン交換体ではストロンチウムを吸着除去することができなかった。
特許文献１にニオブを含有したストロンチウム吸着剤が開示されている。特許文献１によれば、このストロンチウム吸着剤はシチナカイト構造を有するシリコチタネートであり、なおかつ、ＣｕＫα線を線源とする粉末Ｘ線回折において、少なくとも２θ＝２７．８±０．５°、及び２θ＝２９．４±０．５°に回折ピークを有する。
本発明は、従来のストロンチウム吸着剤よりも、高いストロンチウム吸着性能を有するストロンチウム吸着剤及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の回折ピークを有するニオブ化合物がストロンチウム吸着性能に優れることを見出し、本発明を完成したものである。すなわち、本発明は、ニオブを含有し、少なくとも２θ＝１４．５±０．５°、２θ＝２８．２±０．３°及び２θ＝２９．４±０．３°にＸ線回折ピークを有し、かつ２θ＝２９．４±０．３°の回折ピーク強度に対する２θ＝２８．２±０．３°の回折ピーク強度が９０％以下であることを特徴とするストロンチウム吸着剤、並びにストロンチウム吸着剤の製造方法である。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のストロンチウム吸着剤は、ニオブを含有するものである。ニオブを含有することにより、多量のアルカリ金属、アルカリ土類金属を含有する汚染水から微量のストロンチウムを選択的に吸着することができる。本発明のストロンチウム吸着剤は、特にイオン交換により微量のストロンチウムを選択的に吸着するのに好適である。
本発明のストロンチウム吸着剤は、少なくとも２θ＝１４．５±０．５°、２θ＝２８．２±０．３°及び２θ＝２９．４±０．３°にＸ線回折ピークを有するものである。Ｘ線回折ピークは、ＣｕＫα線（λ＝１．５４０５Å）を線源とする一般的な粉末Ｘ線回折装置により測定されたものである。
本発明のストロンチウム吸着剤は、２θ＝２９．４±０．３°の回折ピーク強度に対する２θ＝２８．２±０．３°の回折ピーク強度が９０％以下である。回折ピーク強度が９０％を超える場合は、ストロンチウム吸着性能が低いものとなる。好ましくは８５％以下、さらに好ましくは８０％以下である。下限は特に限定されないが、３５％以上、好ましくは４０％以上、さらに好ましくは５０％以上である。ここに、回折ピーク強度とは、回折Ｘ線の強度からベースラインのノイズ強度（バックグラウンド強度）を差し引いたものである。
本発明のストロンチウム吸着剤は、ニオブの他に、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含有することができる。ここに、アルカリ金属とは、例えば、ナトリウム、カリウム等があげられ、アルカリ土類金属とは、例えば、マグネシウム、カルシウム等があげられる。アルカリ金属またはアルカリ土類金属の含有量は、Ｎｂに対するモル比で表してＭ／Ｎｂ≦１．０（Ｍはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を表す。）であることが好ましい。含有するアルカリ金属またはアルカリ土類金属の一部または全てがイオン交換可能であるため、Ｍ／Ｎｂの下限は０である。
本発明のストロンチウム吸着剤は、含有するアルカリ金属またはアルカリ土類金属の一部を、プロトンなどイオン交換し易いイオンに予めイオン交換して使用することもできる。
本発明のストロンチウム吸着剤は、さらにシリコン（Ｓｉ）を含有することができる。シリコンの含有量は、特に限定されないが、Ｎｂに対するモル比で表してＳｉ／Ｎｂ≦０．７が好ましく、Ｓｉ／Ｎｂ≦０．６がさらに好ましい。本発明のストロンチウム吸着剤は、シリコンの含有は必須ではないため、Ｓｉ／Ｎｂの下限は０である。
本発明のストロンチウム吸着剤は、以下の組成の反応混合物を８０℃以上２２０℃以下、好ましくは１００℃以上２００℃以下の温度を保持することにより製造することができる。
Ｍ／Ｎｂ＝０．５以上、１０以下（Ｍはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を表す。）
Ｓｉ／Ｎｂ＝０以上、３以下
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝１０以上、３００以下
反応混合物において、好ましいＭ／Ｎｂは０．８以上、８以下である。
Ｓｉ／Ｎｂ＝０以上、３以下
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝１０以上、３００以下
反応混合物において、好ましいＭ／Ｎｂは０．８以上、８以下である。
反応混合物において、好ましいＳｉ／Ｎｂは０以上、２．５以下である。
反応混合物において、好ましいＨ２Ｏ／Ｎｂは１５以上、２００以下である。
ニオブの原料は特に限定されないが、水酸化ニオブ、酸化ニオブ等の安価なニオブ化合物が使用できる。アルカリ金属またはアルカリ土類金属の原料は特に限定されないが、ニオブ原料を溶解するために、少なくともその一部は水に可溶性の水酸化物であることが好ましく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が使用できる。また、これらアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物と塩化物、炭酸塩等を併用することができる。
シリコンの原料は特に限定されないが、珪酸ナトリウムや珪酸カリウム等の水溶性珪酸塩、水ガラス、反応性の高い無定形シリカ等が使用できる。
シリコンの原料は特に限定されないが、珪酸ナトリウムや珪酸カリウム等の水溶性珪酸塩、水ガラス、反応性の高い無定形シリカ等が使用できる。
これらの原料を混合した反応混合物をオートクレーブ等の耐熱耐圧容器に密閉し、８０℃以上２２０℃以下、好ましくは１００℃以上２００℃以下の温度を保持することにより本発明のストロンチウム吸着剤を製造することができる。反応中は反応系を均一に保つために、内容物の攪拌を行うことが好ましいが、静置であってもかまわない。反応後の生成物は濾過、遠心分離等の一般的な固液分離法を用いて固体を回収、洗浄、乾燥することにより本発明のストロンチウム吸着剤を得る。
本発明のストロンチウム吸着剤は、成形体とすることもできる。成形する方法は特に限定されない。成形に使用されるバインダーとしては、例えば、粘土、アルミナ、シリカなどの無機系バインダー等が使用できる。また成形する時には成形助剤としてセルロースなどの有機系助剤、リン酸塩などの無機系助剤等を使用することができる。成形体の形状は、例えば、粒状、球状、円柱状、三つ葉型、楕円状、俵型、リング状等とすることができる。
本発明のストロンチウム吸着剤を被処理水（例えば、ストロンチウムを含有する水）と接触させることにより、被処理水中のストロンチウムを吸着除去することができる。本発明のストロンチウム吸着剤を被処理水と接触させる方法は特に限定されない。本発明のストロンチウム吸着剤を被処理水に分散し固液分離する、粉体のまま、あるいは上述のように成形体とした本発明のストロンチウム吸着剤をろ過材として被処理水をろ過する、成形体とした本発明のストロンチウム吸着剤をカラムに充填し被処理水を通過させるなどの一般的な方法が適用可能である。
本発明のストロンチウム吸着剤は、従来のストロンチウム吸着剤よりも、高いストロンチウム吸着性能を有し、海水等の多量のアルカリ金属、アルカリ土類金属を含有する汚染水から微量のストロンチウムを選択的に吸着することができる。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例中、水酸化ニオブの純度は６００℃の強熱減量分を水または水酸基と見なした酸化ニオブ換算の重量％で記載した。すなわち、実施例中の「７５％水酸化ニオブ」とは「６００℃の強熱減量が２５％あった水酸化ニオブ」を表す。
＜粉末Ｘ線回折測定＞
粉末Ｘ線回折パターンは、銅Ｋα線を線源とする粉末Ｘ線回折装置（商品名：ＵｌｔｉｍａＩＶ、Ｒｉｇａｋｕ製）により２θ＝５°～６０°の範囲で測定した。
粉末Ｘ線回折パターンは、銅Ｋα線を線源とする粉末Ｘ線回折装置（商品名：ＵｌｔｉｍａＩＶ、Ｒｉｇａｋｕ製）により２θ＝５°～６０°の範囲で測定した。
＜ストロンチウム吸着試験＞
ストロンチウムの吸着試験は、１Ｌメスフラスコに、１０倍希釈の模擬海水（Ｎａ：１０００ｐｐｍ、Ｍｇ：１２０ｐｐｍ、Ｃａ：４０ｐｐｍ）に和光純薬製ＩＣＰ標準液をストロンチウムの濃度が各１ｐｐｍとなる様添加して調製した試験液１Ｌを入れ、吸着剤を乾燥重量で５０ｍｇ添加し、２５℃の室温下、４０ｍｍのスタラーチップにより８００ｒｐｍで２４時間撹拌した。
ストロンチウムの吸着試験は、１Ｌメスフラスコに、１０倍希釈の模擬海水（Ｎａ：１０００ｐｐｍ、Ｍｇ：１２０ｐｐｍ、Ｃａ：４０ｐｐｍ）に和光純薬製ＩＣＰ標準液をストロンチウムの濃度が各１ｐｐｍとなる様添加して調製した試験液１Ｌを入れ、吸着剤を乾燥重量で５０ｍｇ添加し、２５℃の室温下、４０ｍｍのスタラーチップにより８００ｒｐｍで２４時間撹拌した。
試験後の試験液を０．１μのメンブランフィルターで濾過して吸着剤を分離後、試験液に残存するストロンチウムの濃度をＩＣＰにより定量した。
＜ストロンチウム除去率＞
ストロンチウム除去率は以下の式（１）で算出した。
ストロンチウム除去率は以下の式（１）で算出した。
ストロンチウム除去率＝（初期濃度－吸着試験後濃度）／（初期濃度） …式（１）
実施例１
純水４２．２ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液７．２ｇ、７５％水酸化ニオブ２．４ｇ、含水率５０％の沈降法シリカゲル４．３ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
実施例１
純水４２．２ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液７．２ｇ、７５％水酸化ニオブ２．４ｇ、含水率５０％の沈降法シリカゲル４．３ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
Ｎａ／Ｎｂ＝６．６
Ｓｉ／Ｎｂ＝２．６
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝２０５
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間保持した。
Ｓｉ／Ｎｂ＝２．６
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝２０５
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間保持した。
生成物をろ過、水洗後、１１０℃で一晩乾燥し、ストロンチウム吸着剤を得た。乾燥した生成物（ストロンチウム吸着剤）のＸ線回折パターンから、ピーク位置（２θ）とそのピークの相対強度を求めた結果を表１に示す（表は相対強度２０％以上の回折ピークのみ記載）。２θ＝２９．６°と２θ＝２８．４°のピーク強度比は８０％であった。
得られたストロンチウム吸着剤の組成は酸化物のモル比で表して以下の通りだった。
０．７４Ｎａ２Ｏ：Ｎｂ２Ｏ５：１．１５ＳｉＯ２
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は６３％であった。
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は６３％であった。
実施例２
純水４１．１ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液７．１ｇ、７５％水酸化ニオブ３．６ｇ、含水率５０％の沈降法シリカゲル４．２ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
純水４１．１ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液７．１ｇ、７５％水酸化ニオブ３．６ｇ、含水率５０％の沈降法シリカゲル４．２ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
Ｎａ／Ｎｂ＝４．３
Ｓｉ／Ｎｂ＝１．７
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝１３４
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間保持した。
Ｓｉ／Ｎｂ＝１．７
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝１３４
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間保持した。
生成物をろ過、水洗後、１１０℃で一晩乾燥し、ストロンチウム吸着剤を得た。乾燥した生成物（ストロンチウム吸着剤）のＸ線回折パターンから、ピーク位置（２θ）とそのピークの相対強度を求めた結果を表２に示す（表は相対強度２０％以上の回折ピークのみ記載）。２θ＝２９．６°と２θ＝２８．５°のピーク強度比は７９％であった。
得られたストロンチウム吸着剤の組成は酸化物のモル比で表して以下の通りだった。
０．７７Ｎａ２Ｏ：Ｎｂ２Ｏ５：１．０９ＳｉＯ２
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は７４％であった。
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は７４％であった。
実施例３
純水３８．５ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液１０．８ｇ、７５％水酸化ニオブ２．６ｇ、含水率５０％の沈降法シリカゲル４．２ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
純水３８．５ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液１０．８ｇ、７５％水酸化ニオブ２．６ｇ、含水率５０％の沈降法シリカゲル４．２ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
Ｎａ／Ｎｂ＝８．８
Ｓｉ／Ｎｂ＝２．３
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝１８１
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間保持した。
Ｓｉ／Ｎｂ＝２．３
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝１８１
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間保持した。
生成物をろ過、水洗後、１１０℃で一晩乾燥し、ストロンチウム吸着剤を得た。乾燥した生成物（ストロンチウム吸着剤）のＸ線回折パターンから、ピーク位置（２θ）とそのピークの相対強度を求めた結果を表３に示す（表は相対強度２０％以上の回折ピークのみ記載）。２θ＝２９．３°と２θ＝２８．２°のピーク強度比は７８％であった。
得られたストロンチウム吸着剤の組成は酸化物のモル比で表して以下の通りだった。
０．５９Ｎａ２Ｏ：Ｎｂ２Ｏ５：０．７２ＳｉＯ２
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は７５％であった。
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は７５％であった。
実施例４
純水３３．５ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液１０．３ｇ、７５％水酸化ニオブ７．４ｇ、含水率５０％の沈降法シリカゲル４．８ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
純水３３．５ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液１０．３ｇ、７５％水酸化ニオブ７．４ｇ、含水率５０％の沈降法シリカゲル４．８ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
Ｎａ／Ｎｂ＝３．０
Ｓｉ／Ｎｂ＝０．８
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝６０
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間保持した。
Ｓｉ／Ｎｂ＝０．８
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝６０
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間保持した。
生成物をろ過、水洗後、１１０℃で一晩乾燥し、ストロンチウム吸着剤を得た。乾燥した生成物（ストロンチウム吸着剤）のＸ線回折パターンから、ピーク位置（２θ）とそのピークの相対強度を求めた結果を表４に示す（表は相対強度２０％以上の回折ピークのみ記載）。２θ＝２９．２°と２θ＝２８．１°のピーク強度比は６８％であった。
得られたストロンチウム吸着剤の組成は酸化物のモル比で表して以下の通りだった。
０．６１Ｎａ２Ｏ：Ｎｂ２Ｏ５：０．６０ＳｉＯ２
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は７５％であった。
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は７５％であった。
実施例５
純水２６．４ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液９．９ｇ、７５％水酸化ニオブ１５．４ｇ、含水率５０％の沈降法シリカゲル４．２ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
純水２６．４ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液９．９ｇ、７５％水酸化ニオブ１５．４ｇ、含水率５０％の沈降法シリカゲル４．２ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
Ｎａ／Ｎｂ＝１．４
Ｓｉ／Ｎｂ＝０．３
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝２５
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間保持した。
Ｓｉ／Ｎｂ＝０．３
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝２５
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間保持した。
生成物をろ過、水洗後、１１０℃で一晩乾燥し、ストロンチウム吸着剤を得た。乾燥した生成物（ストロンチウム吸着剤）のＸ線回折パターンから、ピーク位置（２θ）とそのピークの相対強度を求めた結果を表５に示す（表は相対強度２０％以上の回折ピークのみ記載）。２θ＝２９．３°と２θ＝２８．１°のピーク強度比は６５％であった。
得られたストロンチウム吸着剤の組成は酸化物のモル比で表して以下の通りだった。
０．６３Ｎａ２Ｏ：Ｎｂ２Ｏ５：０．５８ＳｉＯ２
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は７９％であった。
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は７９％であった。
実施例６
純水４５．８ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液６．３ｇ、７５％水酸化ニオブ２．６ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
純水４５．８ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液６．３ｇ、７５％水酸化ニオブ２．６ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
Ｎａ／Ｎｂ＝５．１
Ｓｉ／Ｎｂ＝０．０
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝１８７
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１２０℃で１８時間保持した。
Ｓｉ／Ｎｂ＝０．０
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝１８７
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１２０℃で１８時間保持した。
生成物をろ過、水洗後、１１０℃で一晩乾燥し、ストロンチウム吸着剤を得た。乾燥した生成物（ストロンチウム吸着剤）のＸ線回折パターンを図１に示す。Ｘ線回折パターンから、ピーク位置（２θ）とそのピークの相対強度を求めた結果を表６に示す（表は相対強度２０％以上の回折ピークのみ記載）。２θ＝２９．４°と２θ＝２８．２°のピーク強度比は６１％であった。
得られたストロンチウム吸着剤の組成は酸化物のモル比で表して以下の通りだった。
０．４６Ｎａ２Ｏ：Ｎｂ２Ｏ５：０．０ＳｉＯ２
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は５３％であった。
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は５３％であった。
実施例７
純水４５．８ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液６．３ｇ、７５％水酸化ニオブ２．６ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
純水４５．８ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液６．３ｇ、７５％水酸化ニオブ２．６ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
Ｎａ／Ｎｂ＝５．１
Ｓｉ／Ｎｂ＝０．０
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝１８７
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１２０℃で１８時間保持した。
Ｓｉ／Ｎｂ＝０．０
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝１８７
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１２０℃で１８時間保持した。
密閉耐圧容器を開放し、ここへ含水率５０％の沈降法シリカゲル２．９ｇを加えて反応混合物は総計で以下のモル組成となった。
Ｎａ／Ｎｂ＝５．１
Ｓｉ／Ｎｂ＝１．５
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝１９２
再び密閉耐圧容器を密閉し、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間保持した。
Ｓｉ／Ｎｂ＝１．５
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝１９２
再び密閉耐圧容器を密閉し、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間保持した。
生成物をろ過、水洗後、１１０℃で一晩乾燥し、ストロンチウム吸着剤を得た。乾燥した生成物（ストロンチウム吸着剤）のＸ線回折パターンを図２に示す。Ｘ線回折パターンから、ピーク位置（２θ）とそのピークの相対強度を求めた結果を表７に示す（表は相対強度２０％以上の回折ピークのみ記載）。２θ＝２９．４°と２θ＝２８．２°のピーク強度比は７３％であった。
得られたストロンチウム吸着剤の組成は酸化物のモル比で表して以下の通りだった。
０．７６Ｎａ２Ｏ：Ｎｂ２Ｏ５：１．２ＳｉＯ２
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は７８％であった。
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は７８％であった。
実施例８
純水２８．４ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液１０．７ｇ、６５％水酸化ニオブ１１．８ｇ、含水率６０％の沈降法シリカゲル５．２ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
純水２８．４ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液１０．７ｇ、６５％水酸化ニオブ１１．８ｇ、含水率６０％の沈降法シリカゲル５．２ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
Ｎａ／Ｎｂ＝１．５
Ｓｉ／Ｎｂ＝０．４
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝２５
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間保持した。
Ｓｉ／Ｎｂ＝０．４
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝２５
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間保持した。
生成物をろ過、水洗後、１１０℃で一晩乾燥し、ストロンチウム吸着剤を得た。乾燥した生成物（ストロンチウム吸着剤）のＸ線回折パターンを図３に示す。Ｘ線回折パターンから、ピーク位置（２θ）とそのピークの相対強度を求めた結果を表８に示す（表は相対強度２０％以上の回折ピークのみ記載）。２θ＝２９．４°と２θ＝２８．１°のピーク強度比は６０％であった。
得られたストロンチウム吸着剤の組成は酸化物のモル比で表して以下の通りだった。
０．７９Ｎａ２Ｏ：Ｎｂ２Ｏ５：１．０ＳｉＯ２
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は８６％であった。
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は８６％であった。
実施例９
純水２０．１ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液６．６ｇ、４９％水酸化ニオブ２４．１ｇ、含水率６０％の沈降法シリカゲル４．３ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
純水２０．１ｇに４８％水酸化ナトリウム溶液６．６ｇ、４９％水酸化ニオブ２４．１ｇ、含水率６０％の沈降法シリカゲル４．３ｇを加えて以下のモル組成の反応混合物を調製した。
Ｎａ／Ｎｂ＝０．９
Ｓｉ／Ｎｂ＝０．３３
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝２５
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間保持した。
Ｓｉ／Ｎｂ＝０．３３
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝２５
この反応混合物を容積８０ｍｌのステンレス製密閉耐圧容器に入れ、水平軸廻りに４５ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間保持した。
生成物をろ過、水洗後、１１０℃で一晩乾燥し、ストロンチウム吸着剤を得た。乾燥した生成物（ストロンチウム吸着剤）のＸ線回折パターンから、ピーク位置（２θ）とそのピークの相対強度を求めた結果を表９に示す（表は相対強度２０％以上の回折ピークのみ記載）。２θ＝２９．３°と２θ＝２８．１°のピーク強度比は８２％であった。
得られたストロンチウム吸着剤の組成は酸化物のモル比で表して以下の通りだった。
０．７５Ｎａ２Ｏ：Ｎｂ２Ｏ５：０．６９ＳｉＯ２
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は５５％であった。
また、ストロンチウム吸着剤のストロンチウム浄化率は５５％であった。
比較例１
原料として使用した水酸化ニオブのＸ線回折パターンを図４に示す。Ｘ線回折パターンから、ピーク位置（２θ）とそのピークの相対強度を求めた結果を表１０に示す（表は相対強度２０％以上の回折ピークのみ記載）。２θ＝２９．３°と２θ＝２８．１°のピーク強度比は９５％であった。
原料として使用した水酸化ニオブのＸ線回折パターンを図４に示す。Ｘ線回折パターンから、ピーク位置（２θ）とそのピークの相対強度を求めた結果を表１０に示す（表は相対強度２０％以上の回折ピークのみ記載）。２θ＝２９．３°と２θ＝２８．１°のピーク強度比は９５％であった。
また、原料の水酸化ニオブのストロンチウム浄化率は１５％であった。
本発明のストロンチウム吸着剤は、例えば、放射性ストロンチウムに汚染された海水、河川水、地下水から放射性ストロンチウムを選択的に吸着して除害する等の用途に有用である。
Claims (5)
- ニオブを含有し、ニオブの他に、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含有し、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の含有量が、Ｎｂに対するモル比で表してＭ／Ｎｂ≦１．０（Ｍはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を表す。）少なくとも２θ＝１４．５±０．５°、２θ＝２８．２±０．３°及び２θ＝２９．４±０．３°にＸ線回折ピークを有し、かつ２θ＝２９．４±０．３°の回折ピーク強度に対する２θ＝２８．２±０．３°の回折ピーク強度が９０％以下であることを特徴とするストロンチウム吸着剤。
- さらにシリコンを含有することを特徴とする請求項１に記載のストロンチウム吸着剤。
- シリコンの含有量がＮｂに対するモル比で表してＳｉ／Ｎｂ≦０．７である、請求項２に記載のストロンチウム吸着剤。
- 以下のモル組成の反応混合物を８０℃以上２２０℃以下の温度を保持することを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかの項に記載のストロンチウム吸着剤の製造方法。
Ｍ／Ｎｂ＝０．５以上、１０以下（Ｍはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を表す。）
Ｓｉ／Ｎｂ＝０以上、３以下
Ｈ２Ｏ／Ｎｂ＝１０以上、３００以下 - ストロンチウムを含有する水を請求項１～請求項３のいずれかの項に記載のストロンチウム吸着剤と接触させることを特徴とするストロンチウムの吸着方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018069869 | 2018-03-30 | ||
| JP2018069869 | 2018-03-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019181464A JP2019181464A (ja) | 2019-10-24 |
| JP7310222B2 true JP7310222B2 (ja) | 2023-07-19 |
Family
ID=68338773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019065149A Active JP7310222B2 (ja) | 2018-03-30 | 2019-03-28 | ストロンチウム吸着剤及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7310222B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016210673A (ja) | 2015-05-11 | 2016-12-15 | 東ソー株式会社 | シチナカイト構造を有するシリコチタネートを含む組成物およびその製造方法 |
| WO2017141931A1 (ja) | 2016-02-17 | 2017-08-24 | 日本化学工業株式会社 | セシウム又は／及びストロンチウム吸着剤 |
| JP2017170440A (ja) | 2015-05-11 | 2017-09-28 | 東ソー株式会社 | シチナカイト構造を有するシリコチタネートを含む組成物を用いるセシウム又はストロンチウムの少なくともいずれかの吸着方法 |
| JP2019014613A (ja) | 2017-07-05 | 2019-01-31 | 株式会社荏原製作所 | シリコチタネート成形体及びその製造方法、シリコチタネート成形体を含むセシウム又はストロンチウムの吸着剤、及び当該吸着剤を用いる放射性廃液の除染方法 |
-
2019
- 2019-03-28 JP JP2019065149A patent/JP7310222B2/ja active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016210673A (ja) | 2015-05-11 | 2016-12-15 | 東ソー株式会社 | シチナカイト構造を有するシリコチタネートを含む組成物およびその製造方法 |
| JP2017148803A (ja) | 2015-05-11 | 2017-08-31 | 東ソー株式会社 | シチナカイト構造を有するシリコチタネートを含む組成物を用いるセシウム又はストロンチウムの少なくともいずれかの吸着方法 |
| JP2017170440A (ja) | 2015-05-11 | 2017-09-28 | 東ソー株式会社 | シチナカイト構造を有するシリコチタネートを含む組成物を用いるセシウム又はストロンチウムの少なくともいずれかの吸着方法 |
| WO2017141931A1 (ja) | 2016-02-17 | 2017-08-24 | 日本化学工業株式会社 | セシウム又は／及びストロンチウム吸着剤 |
| JP2019014613A (ja) | 2017-07-05 | 2019-01-31 | 株式会社荏原製作所 | シリコチタネート成形体及びその製造方法、シリコチタネート成形体を含むセシウム又はストロンチウムの吸着剤、及び当該吸着剤を用いる放射性廃液の除染方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019181464A (ja) | 2019-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ayrault et al. | Sorption mechanisms of cesium on CuII2FeII (CN) 6and CuII3 [FeIII (CN) 6] 2Hexacyanoferrates and their relation to the crystalline structure | |
| Al-Jubouri et al. | Hierarchically porous zeolite X composites for manganese ion-exchange and solidification: Equilibrium isotherms, kinetic and thermodynamic studies | |
| Sharma et al. | Synthesis and characterization of an analogue of heulandite: Sorption applications for thorium (IV), europium (III), samarium (II) and iron (III) recovery from aqueous waste | |
| Kakutani et al. | Highly effective K-Merlinoite adsorbent for removal of Cs+ and Sr 2+ in aqueous solution | |
| Rahman et al. | Development of Zr (IV)—Doped polypyrrole/zirconium (IV) iodate composite for efficient removal of fluoride from water environment | |
| Lei et al. | An improved implementable process for the synthesis of zeolite 4A from bauxite tailings and its Cr 3+ removal capacity | |
| KR20150137201A (ko) | 실리코타이타내이트 제조방법 및 세슘 흡착제 | |
| CN103303996A (zh) | 具有不同表面特征的活性铝氧化物除氟吸附材料的应用 | |
| Ma et al. | Novel One‐Pot Solvothermal Synthesis of High‐Performance Copper Hexacyanoferrate for Cs+ Removal from Wastewater | |
| CA3007460C (en) | Treatment method of radioactive waste water containing radioactive cesium and radioactive strontium | |
| JP7310222B2 (ja) | ストロンチウム吸着剤及びその製造方法 | |
| Pshinko et al. | Layered double hydroxide of Zn and Al, intercalated with hexacyanoferrate (II) ions, as a sorbent for removing cesium radionuclides from aqueous solutions | |
| JP7126979B2 (ja) | セシウム及び／又はストロンチウムを含有する廃液の処理方法 | |
| US11400432B2 (en) | Silicotitanate molded body, production method thereof, adsorbent for cesium and/or strontium comprising silicotitanate molded body, and decontamination method for radioactive waste solution by using adsorbent | |
| WO2020017538A1 (ja) | 無機イオン交換体及びその製造方法、並びに放射性ストロンチウムを含有する水の浄化方法 | |
| JP2014106181A (ja) | 放射性物質収着剤及びその製造方法 | |
| WO2018066634A1 (ja) | 放射性セシウムを含有する放射性廃液の処理方法 | |
| JP7419952B2 (ja) | 新規シリコチタネート組成物及びその製造方法 | |
| Basuki et al. | Adsorption Of Uranium Simulation Waste Using Bentonite: Titanium Dioxide | |
| JP7293799B2 (ja) | シリコチタネート組成物およびその製造方法 | |
| Pavel et al. | Improvement of retention capacity of ETS-10 for uranyl ions by porosity modification and their immobilization into a titanosilicate matrix | |
| JP6708663B2 (ja) | 放射性セシウム及び放射性ストロンチウムを含む放射性廃液の処理方法 | |
| JP2022135413A (ja) | ウラン吸着材、その製造方法、それを用いた被験水溶液からウランを抽出する方法、および、ウラン含有鉱物からウランを回収する方法 | |
| Chen et al. | Kinetic and equilibrium study on uptake of iodide ion by calcined layered double hydroxides | |
| JP3291994B2 (ja) | ヒ酸イオンの除去方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220214 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230307 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230424 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230606 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230619 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7310222 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |