CN103548094A - 除污用磁性复合粒子、及其制造方法、以及放射性物质类除污系统、及放射性物质类的除污方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够以高效率回收放射性物质的放射性物质回收系统、放射性物质回收方法。本发明的放射性物质回收系统是一种除去液体（放射能污染水（20））中的放射性物质（放射性铯（21））的放射性物质回收系统，其具备：作为从液体中除去放射性物质的装置的至少含有磁性粒子（10）及捕捉放射性物质的放射性物质捕捉化合物（11）的放射性物质捕捉性复合体（1）、和聚集放射性物质捕捉性复合体（1）的磁力聚集装置（30）。

Description

除污用磁性复合粒子、及其制造方法、以及放射性物质类除污系统、及放射性物质类的除污方法
技术领域
本发明涉及一种放射性物质类除污系统、及放射性物质类的除污方法。另外，涉及一种适合使用于前述的放射性物质类除污系统及放射性物质类的除污方法的除污用磁性复合粒子、及其制造方法。
背景技术
由于震源为太平洋三陆冲积地的东北地方太平洋冲地震所致而发生的福岛第一原子能发电所事故，高浓度的放射能污染水成为复原作业的一大难题。例如，福岛原子能发电所的放射能污染水中所含有的放射性铯137的半衰期为30.1年、放射性锶90的半衰期为28.9年；因为福岛原子能发电所的放射能污染水大量存在的缘故，以致成为极严重的事态。例如，已有报告指出：由于放射性铯因食物链而贮存累积在鱼、动物的肌肉组织等，经由摄取到体内，因而导致肝臓癌、肾臓癌、膀胱癌的确诊率提高。
在如此状况下，已有提议：将含有被利用作为放射性铯的解毒剂的亚铁氰化铁（普鲁士蓝（非专利文献1））的颜料投入放射能污染水中，通过离心力进行分离之后，以过滤器一并滤除放射性铯的系统（非专利文献2）。也有报告指出：在模拟污染水（含有相当于福岛第1核能发电厂的高浓度污染水中的放射性物质的同位素的不具放射性的碘、铯、锶的水）中投入含有亚铁氰化铁的颜料，通过离心力分离的实验中，铯浓度会成为1万分之1以下。也即，通过使用在泥水的净化等中使用的既存的可动式装置，每小时最多可处理300升。
作为其他的技术，也有提议通过在放射能污染水中投入天然沸石等多种类的矿物或化学物质，由此回收放射性物质的方法（非专利文献3）。更详细地来说，已有报告指出：在100mL的水中溶解有1～10ppm浓度的非放射性铯而成的模拟污染水内，掺入由混杂有天然沸石等多种类的矿物或化学物质而成的粉末1.5g并搅拌10分钟时，就可几乎100%除去铯。
另外，在非专利文献4中提议一种将四氧化三铁（magnetite）和六氰亚铁（II）酸盐的复合体使用于去除放射性物质的方法。另外，在非专利文献5中，作为去除放射性废液污染的分离方法，提议一种使用在末端具有羧基的杯芳烃-冠-6（calix arene-crown‐6）衍生物和纳米尺寸级磁性铁蛋白（ferritin）分子的复合体的方法。在非专利文献6、7中提议一种将四氧化三铁和六氰亚铁（II）酸盐的复合体使用在检测过氧化酶（peroxidase）的方法。另外，对于专利文献1～3、非专利文献8、9则在后面进行记载。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4183047号
专利文献2：日本特愿2011-083367
专利文献3：PCT/JP2011/000638
非专利文献
非专利文献1："制品案内颜料"、［网络资讯］、大日精化工业株式会社、［2011年10月11日检索］、网址（http：//www.daicolor.co.jp/products_i/pro_i_pig/miloriblueqa.html）
非专利文献2："放射性物质：使用颜料的铯污染水净化东工大开发"、［网络资讯］、每日新闻2011年4月15日、［2011年4月22日检索］、网址（http：//mainichi.jp/select/weathernews/news/20110415k0000e040015000c.html）
非专利文献3："放射性物质捕捉粉末开发并净化污染水金泽大教授们开发"、［网络资讯］、产经新闻2011年4月19日、［2011年4月22日检索］、网址（http：//sankei.jp.msn.com/science/news/110419/scn1104190915
0001-n1.htm）
非专利文献4：R.D.Ambashta,et al.,磁性材料期刊（Journal of MagneticMaterials）,2003,267,335-340
非专利文献5：Urban I,et al.,化学专栏（Chem.Commun.）,2010,46,4583-4585
非专利文献6：Zhang XQ,et al.,材料化学期刊（J.Mater.Chem.）,2010,20,5110-5116
非专利文献7：Wang H,et al.,有害材料期刊（J.Hazard.（Mater.）,2011,191,163-169
非专利文献8：使用XANES的水田土壤中的碘的非破坏形态分析与其溶脱机理、［网络资讯］、研究主题农业环境技术研究所、［2011年10月11日检索］、网址（http：//www.niaes.affrc.go.jp/sinfo/publish/niaesnews/072/news07209.pdf#search=）
非专利文献9：Yoshihisa Namiki,et al.,自然纳米技术（NatureNanotechnology）4,598-606（2009）
发明内容
发明所要解决的课题
根据上述非专利文献2的方法，则采用在通过离心力进行分离之后，通过过滤器将放射性铯一起滤除的系统。另外，如前述，通过使用在泥水的净化等中使用的既存的可动式装置，则每小时最大能够处理300升。
根据上述非专利文献4～7，由于通过磁力来回收放射性物质，所以能够有效率地回收放射性物质。然而，根据非专利文献5的方法，则因为复合体本身的制造成本高，所以会有不利于大量处理海水等的问题。另外，即使是在非专利文献4、6、7中也不能说是具有充分的磁性复合粒子的环境耐性。
若能够提供一种更高效率的放射性物质的除污技术，则就可期待能够使得福岛原子能发电所事故的复旧作业有效率化、并对于放射线爆发问题提供大大的贡献。另外，也可以期待对于现在运转中的原子能发电所的安全对策担任重要的角色。另外，在上述中，虽然已针对原子能发电所的放射能污染水问题进行了论述，然而对于在液体中含有的放射性物质类的除污处理的所有领域之中，尚存在着同样的课题。
本发明是鉴于上述背景而做出的，其第1目的，在于提供：对于放射性物质类能够以高效率除污、环境耐性高并且也适合大量处理的放射性物质类除污系统、放射性物质类的除污方法；其第2目的，在于提供：适合在前述的放射性物质类除污系统、放射性物质类的除污方法使用的除污用磁性复合粒子、及其制造方法。
解决课题的方法
本发明的放射性物质类除污系统，具备：在液体中捕捉放射性物质类的除污用磁性复合粒子、及聚集前述液体中的前述除污用磁性复合粒子的磁力聚集装置。前述除污用磁性复合粒子，由在芯部的磁性纳米粒子、在表层的捕捉前述液体中的前述放射性物质类的捕捉性化合物、及直接被覆前述磁性纳米粒子且在前述磁性纳米粒子和前述捕捉性化合物之间实质上形成的被覆层的多层结构构成。
根据上述非专利文献1的方法，作为用以回收捕捉到放射性物质类的粒子的方法，则需要通过离心力进行分离。因此，需要离心分离装置和进行离心分离的时间，以致就会对于从大量的放射能污染水中有效率地回收放射性物质类造成妨碍。另外，作为回收捕捉到放射性物质类的粒子的方法，进行沉淀、或添加凝集剂以使沉淀的方法，则需要用以进行沉淀的设备和时间，以致就会对于从大量的放射能污染水有效率地回收放射性物质类造成妨碍。
另一方面，根据本发明的放射性物质类除污系统时，由于利用除污用磁性复合粒子来捕获放射性物质类、并经由磁力聚集装置来对其回收，能够高效率地回收放射性物质类。另外，由于除污用磁性复合粒子在磁性纳米粒子和捕捉性化合物之间设有被覆层，因此，能够提高环境耐性。另外，也适合于大量处理。
本发明的放射性物质类的除污方法，其是液体中的放射性物质类的除污方法，其中，（i）将具有在芯部的磁性纳米粒子、在表层的捕捉前述液体中的前述放射性物质类的捕捉性化合物、及直接被覆前述磁性纳米粒子在前述磁性纳米粒子和前述捕捉性化合物之间实质上形成的被覆层的除污用磁性复合粒子投入前述液体中，或者，（ii）将形成有前述磁性纳米粒子及前述被覆层的被覆性磁性纳米粒子、和前述捕捉性化合物分别地投入前述液体中，以使得在该液体中形成前述除污用磁性复合粒子，通过前述除污用磁性复合粒子来捕捉在前述液体中的前述放射性物质类，然后利用磁力聚集装置从前述液体中回收前述除污用磁性复合粒子。
本发明的第1方案的除污用磁性复合粒子，其是适用于上述方案的放射性物质类除污系统的能够捕捉放射性物质类的除污用磁性复合粒子，且前述除污用磁性复合粒子是具有在芯部的磁性纳米粒子、在表层的捕捉前述液体中的前述放射性物质类的捕捉性化合物、及直接被覆前述磁性纳米粒子且在前述磁性纳米粒子和前述捕捉性化合物之间实质上形成的被覆层的除污用磁性复合粒子。
本发明的第2方案的除污用磁性复合粒子，其是由在芯部的磁性纳米粒子、在表层的捕捉前述放射性物质类的捕捉性化合物、及直接被覆前述磁性纳米粒子且在前述磁性纳米粒子和前述捕捉性化合物之间实质上形成的被覆层的多层结构构成的除污用磁性复合粒子。
本发明的除污用磁性复合粒子的制造方法，其具备：形成被覆性磁性纳米粒子的工序，该工序由磁性纳米粒子和用以形成被覆前述磁性纳米粒子的表层的至少一部分的被覆层的被覆层形成用化合物，形成被覆性磁性纳米粒子；以及导入捕捉性化合物的工序，该工序导入捕捉性化合物以使相对于前述被覆性磁性纳米粒子在表层的至少一部分配置有捕捉性化合物。
发明效果
根据本发明，则具有下述的优异效果：能够提供一种可以高效率去除放射性物质类污染、且环境耐性高也适合大量处理的放射性物质类除污系统、放射性物质类的除污方法。另外，还具有下述的优异效果：能够提供一种适用于前述的放射性物质类除污系统、放射性物质类的除污方法的除污用磁性复合粒子、及其制造方法。
附图说明
图1是第1实施方式的放射性物质类的除污方法的流程图。
图2A是第1实施方式的除污用磁性复合粒子的示意说明图。
图2B是第1实施方式的除污用磁性复合粒子的局部分解图。
图2C是图2A的IIC-IIC切断部剖面图。
图2D是表示磁性纳米粒子形成簇团的情况的一个实例的说明图。
图2E是表示在图2D的簇团中形成有被覆层的情况的一个实例的说明图。
图2F是表示在图2E中形成有捕捉性化合物的工序的一个实例的说明图。
图2G是表示形成簇团的情况的除污用磁性复合粒子的一个实例的说明图。
图2H是表示形成簇团的情况的被覆性磁性纳米粒子的另外一个实例的说明图。
图2I是图2H的切断部的示意化剖面图。
图3A至图3D是第1实施方式的放射性物质类除污系统的说明图。
图4是表示第1实施方式的磁力聚集装置的一个实例的示意化分解立体图。
图5A至图5B是用以说明第2实施方式的放射性物质类的除污方法的一个实例的示意说明图。
图6A是表示第2实施方式的磁性金属网的一个实例的示意俯视图。
图6B是第2实施方式的磁性过滤器的示意侧面图。
图7A至图7B是用以说明第3实施方式的放射性物质类的除污方法的一个实例的示意说明图。
图8A是表示第4实施方式的磁性纳米粒子的一个实例的概念图。
图8B是图8A的VIIIB-VIIIIB切断线处的示意立体图。
图9A至图9H是表示实施例1的除污用磁性复合粒子因磁力聚集装置而聚集的状态的照片。
图10A至图10D是说明实施例2的除污用磁性复合粒子因磁力聚集装置而聚集的状态的说明图。
图11是绘制实施例2的试样的铯浓度的图。
图12是绘制实施例3的试样的铯浓度的图。
图13是绘制实施例4的试样的铯浓度的图。
图14A是实施例6的磁照射装置与试样的示意正面图。
图14B是实施例6的磁照射装置与试样的示意俯视图。
图15A至图15E是使用第1变形例的混合搅拌装置来合成除污用磁性复合粒子的说明图。
图16A至图16D是使用第2变形例的混合搅拌装置来合成除污用磁性复合粒子的说明图。
图17A是用以说明实施例219的磁过滤器/注入器的概略图。
图17B是用以说明实施例219的磁过滤器/注入器的示意化分解图。
具体实施方式
以下，针对适用本发明的实施方式的一个实例进行说明。另外，无需赘言，只要合乎本发明的主旨，其他的实施方式也包括在本发明的范畴内。另外，在以下的图中的各部件的尺寸及比率，是便于说明而进行的，其与实际未必是一致的。另外，在以下的实施方式及实施例中，对于相同构成要素的部件标注相同符号并适当地省略其说明。另外，下述的实施方式可相互适当地组合。
［第1实施方式］
针对本发明的放射性物质类除污系统，边使用图1～图3D边进行说明。图1是第1实施方式的放射性物质类的除污方法的流程图。图2A是第1实施方式的除污用磁性复合粒子的示意说明图；图2B是除污用磁性复合粒子的局部分解图；图2C是图2A的IIC-IIC切断部的剖面图。另外，图2D～图2I是显示在除污用磁性复合粒子的磁性纳米粒子形成簇团的情况的说明图等。图3A～图3D是第1实施方式的放射性物质类除污系统的说明图。
另外，放射性物质为具有放射能的物质的总称，其是指像铀、钚、钍这样的核燃料物、放射性元素、或者是放射性同位素、吸收中性子或引起核反应而生成的所有的放射性物质。本发明的放射性物质类除污系统及放射性物质类的除污方法，不只是可以适用于放射性物质，而且也能够同样地适用于放射性物质的放射性同位素的稳定同位素。放射性同位素和稳定同位素，通常已知，在物理化学性质上或环境中的行为上没有差别（例如，非专利文献8）。也即，如众所知的，放射性同位素和稳定同位素，在捕捉性行为上可以被视为实质上相同。因此，在本说明书中所谓的“放射性物质类”的定义，是包括像铀、钚、钍这样的核燃料物、放射性元素，或者是放射性同位素、吸收中性子或引起核反应而生成的所有的放射性物质；以及也包括放射性同位素的稳定同位素（非放射性物质）。
本发明提供一种在含有放射性物质类的液体中，投入除污用磁性复合粒子而回收液体中的放射性物质类的方法。本发明的回收对象的液体，即含有放射性物质类的液体，只要是在不脱离本发明的主旨的范围内即可，并没有特别地限定。作为合适的例子，举例来说，例如，放射能污染水等的水系、部分含有有机溶剂的水系溶剂，然而也可以适用于有机溶剂系。本发明的回收对象的液体，举例来说，例如，其可以是雨水、地下水、溶雪水、海水、河川、湖、池、贮水槽等的水、或含有污染土壤的土壤水、受污染的尘土的分散水、受污染的尘埃的分散水、污染瓦砾/装置/机械等的洗净水、三轮车/自行车/摩托车/汽车/电车/货车/船/飞机/直升机等的人/动物/货物等的输送装置的洗净水、供给至上水道的水、供给至中水道的水、从下水道收集的水、下水污泥、净水污泥、含有放射性物质类的焚化灰的分散水、含有牛乳、果汁、茶等的食品的饮料水、采收的茶叶等的洗净水、母乳、内部破裂者的血清及体液、来自其他的动物/植物/微生物的水分/污染水/洗净水。另外，所谓的供给至上水道、中水道的水，例如，其是包括供给至各个家庭的水、工业用水、农业用水、在林业/畜产业/水产业使用的水。
在第1实施方式中，以含有因原子能发电所事故而成为问题的放射性铯的废液作为放射性物质类的例子进行了说明。放射性铯是在原子能发电所的燃料中使用的铀的核分裂时所产生的物质之一。放射性铯，是已知与钾的化学性质近似、且经由与钾同样的路径而被动植物摄取分布的物质。
首先，将捕捉放射性物质类的除污用磁性复合粒子1投入含有放射性物质类的液体的放射能污染水20（步骤1、参照图3A）。在第1实施方式的例子中，其是将捕捉放射性物质类的放射性铯21的粒子投入放射能污染水20。所谓除污用磁性复合粒子1，是兼具放射性物质类捕捉性和磁性的粒子。除污用磁性复合粒子1的投入量，是测定放射能污染水20中的放射性物质类的浓度，算出足够捕捉放射性铯21的充分的量而投入的。另外，在同时去除放射性锶、放射性铊等的复数种放射性物质的情况下，可以将含有捕捉所想要除污的放射性物质的捕捉性化合物的复数种类的除污用磁性复合粒子同时地投入，或者也可以分成复数次而投入放射能污染水。
除污用磁性复合粒子1，如图2A～图2C所示，具有磁性纳米粒子10、被覆层15、捕捉性化合物18。磁性纳米粒子10的表面的至少一部分形成有被覆层15，并经由被覆层15而使磁性纳米粒子10与捕捉性化合物18结合。换言之，除污用磁性复合粒子1具有：在芯部的磁性纳米粒子10、在表层的捕捉液体中的放射性物质类的捕捉性化合物18、及直接被覆磁性纳米粒子10而在磁性纳米粒子10与捕捉性化合物18之间实质上形成的被覆层15。被覆层15可以不只是单一的被覆层，由复数的被覆层所构成。
作为磁性纳米粒子10，只要是满足：（1）和捕捉性化合物18形成除污用磁性复合粒子1、（2）具有能够经由磁力聚集装置而聚集的磁性的条件的物质即可以适用，并没有特别地限定。作为磁性纳米粒子10的合适的例子，举例来说，例如，其可以是铁（Fe）、镍、钴、锰、镓、及这些的氧化物、四氧化三铁（Fe3O4）、三氧化二铁（Fe2O3）、一氧化铁（FeO）、氮化铁、钴铂铬合金、钡铁氧体合金、锰铝合金、铁铂合金、铁钯合金、钴铂合金、铁钕硼合金、及钐钴合金等。另外，也可以利用在复印机等中所使用的磁性调色剂等。另外，为了提升磁性纳米粒子表面的耐蚀性，也可以利用各种氧化金属等来被覆表面。
磁性纳米粒子10，较优选是粒径小而且具有高的磁引导特性的磁各向异性高的材料。磁性纳米粒子10的较优选的材料，举例来说，例如，其可以是氮化铁、铁、FePt粒子、或FePt粒子与含有其他的磁性金属元素的纳米粒子的除污用磁性复合粒子。另外，也可以使用磁性分子为经由非磁性分子所被覆的纳米粒子、或者也可以使用微粒子。更进一步地，也可以使用在上述专利文献2所公开的本身会合型磁性脂质纳米粒子、或脂质被覆磁性纳米粒子或聚合物被覆磁性纳米粒子等的有机物被覆磁性纳米粒子来作为磁性纳米粒子。也可以使用其他的硅石被覆磁性纳米粒子等的无机物被覆磁性纳米粒子来作为磁性纳米粒子。
磁性纳米粒子10的平均粒径，只要是能够分散在放射能污染水20中即可，并没有特别地限定。当考虑相对于放射能污染水20的分散性时，较优选是设定在1nm以上、10mm以下。从磁吸附能的观点来看，更优选是在5nm以上；从增大吸附表面积的观点来看，更优选是在1mm以下。
作为捕捉性化合物18，只要是能够捕捉放射性物质类的物质即可，可以视所想要捕捉的放射性物质而没有限制地使用任意的公知的物质。捕捉性化合物18，举例来说，例如其可以是金属亚铁氰化物。另外，沸石、伊利石、云母（mica）、蛭石（vermiculite）、蒙脱石（smectite）等的所有的黏土矿物、活性碳、所有的离子交换体、公知的天然/人工合成的纳米多孔体、果胶等的食物纤维等也是有效的。金属亚铁氰化物的具体例，举例来说，例如，其合适的例子有：亚铁氰化铁（普鲁士蓝）、亚铁氰化镍、亚铁氰化钴、亚铁氰化铜、亚铁氰化锌、亚铁氰化铬、亚铁氰化锰等的亚铁氰化金属。离子交换体，举例来说，例如其可以是离子交换树脂、蛭石/膨润土等的天然离子交换体、磷酸锆/氧化铝/亚铁氰化铁等的无机离子交换体等。在放射性物质类为铯的情况下，亚铁氰化铁、亚铁氰化镍、亚铁氰化钴、沸石、黏土矿物、果胶（食物纤维）是特别地有效。另外，有放射性物质类为锶的情况下，羟基磷灰石（hydroxyapatite）等是特别地有效。其他的瓜尔胶-豆（Cyamopsistetragonoloba）酶分解物、琼脂糖、葡糖甘露聚糖、聚葡萄糖、海藻酸钠、菊糖、卡拉胶（carrageenan）、纤维素、半纤维素、木质素、甲壳素、壳聚糖等也是有效的。普鲁士蓝，除了对于铯之外，对于去除铊等也是有效的。捕捉性化合物，只是依照所想要捕捉的放射性物质而适宜地设计即可。捕捉性化合物，视需要而定，也可以实施热处理或压热处理等的处理。例如，对于沸石等，通过热处理或压热处理可以提高铯吸附能。有想要捕捉复数种类的放射性物质的情况下，只要将种类不同的捕捉性化合物导入到被覆性磁性纳米粒子即可，可以使用复数种的除污用磁性复合粒子。
被覆层15，是具有作为被形成在芯部的磁性纳米粒子的被覆层的功能。被覆层15是实质地被设置在磁性纳米粒子10和捕捉性化合物18之间，而担任接合这些的功能。由磁性纳米粒子10和被覆层15所构成的被覆性磁性纳米粒子是可以适合使用市售的磁性球珠等。磁性纳米粒子10和被覆层15的键结形态是可以没有限制地利用公知的技术。举例来说，例如其可以是构成分子（金属）的内部结构的化学键（分子内键）、共价键（非金属-非金属）、配位键、金属-金属间的键、或构成分子（原子）集团的化学键、离子键（非金属-金属）、金属键、氢键、疏水键、范德华键、或者是狭义的分子间力。从键结强度来看，期望是共价键、或静电键。例如，使用高分子电解质可以容易被覆磁性纳米粒子。
被覆层15和捕捉性化合物18的键结形态，虽然没有特别地限定，然而举例来说，例如，较优选是静电键、或共价键。较优选被覆层15具有与捕捉性化合物18键结的反应基。在非专利文献4中，由于没有设计相当于被覆层15的层的缘故，所以会有所谓的复合粒子容易分解的问题。另一方面，依照本发明的除污用磁性复合粒子1，由于设置被覆层15的缘故，所以能够有效地防止除污用磁性复合粒子1的分解。换言之，可以在废液污染水、海水等中，能够抑制分解而可使用除污用磁性复合粒子。其结果，由于粒子的磁力能够保持在所期望的值的缘故，所以可以利用磁力聚集装置而得以高效率地来进行回收。另外，通过调节被覆层15的反应基，也具有能够将所期望量的捕捉性化合物18导入到磁性纳米粒子10的优点。另外，也可以将不同种的磁性体、不同种的捕捉性化合物进行组合而制造出复合粒子。
作为被覆层15的合适的例子，举例来说，例如其可以是脂质、界面活性剂、高分子。另外，也可以是硅石等的无机物，也可以是所谓的塑料材料。高分子，举例来说，例如其可以是在末端具有烷氧基甲硅烷基、氯甲硅烷基、异氰酸酯基甲硅烷基、巯基等的聚乙二醇等的高分子、聚-L-赖氨酸、聚（氯化二烯丙基二甲基铵）、甲基二醇壳聚糖（MGch）、聚（烯丙基胺盐酸盐）、聚（丙烯酸基酰胺基-共聚-二烯丙基二甲基氯化铵）、二烯丙基二甲基铵等的阳离子性聚电解质、4-苯乙烯磺酸钠、聚（4-苯乙烯磺酸-共聚-顺丁二酸）钠、聚茴香脑磺酸钠、聚（2-丙烯酸基酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸）、聚（4-苯乙烯磺酸）铵、聚（4-苯乙烯磺酸）锂、聚（4-苯乙烯磺酸）、聚（4-苯乙烯磺酸）-共聚-顺丁二酸）钠、聚（丙烯酸基酸、钠盐）、聚（乙烯基磺酸、钠盐）、聚（硫酸乙烯基）钾盐、聚（4-苯乙烯磺酸钠）、聚乙烯基硫酸钾（PVSK）等的聚阴离子性聚电解质等。被覆层15的反应基，举例来说，例如其可以是抗生物素蛋白-生物素系键、乙氧基、甲苯磺酰基、酯基、硫醇基、氨基、卤化酰基、N-羟基琥珀酰亚胺基酯基、醛基、马来酰亚胺基、乙烯基磺基、苯并三唑碳酸酯基、溴乙酰胺（プロモアセトアミド）基等。也可以是含有一部分：通过放射性照射而具有提高耐热性/耐候性等的作用的聚乙烯等的交联型聚合物。另外，相对于磁性纳米粒子而言，可以使用全部的公知的界面活性剂。被覆层15，可以通过单一种类形成，也可以通过复数种类形成。
除污用磁性复合粒子的尺寸，从分散性/比表面积/磁吸附性平衡的观点来看，较优选是在10nm～5mm的范围，更优选是在50nm～500μm的范围，更优选是在250nm～50μm的范围。另外，除污用磁性复合粒子的饱和磁化，从提高经由磁力聚集的效率的观点来看，较优选是在5emu/g以上，更优选是在10emu/g以上。另外，更优选是在20emu/g以上。从提高向磁石吸附的效率方面来看，虽然饱和磁化高者是较优选的，然而从得手性的观点来看，则通常是在220emu/g以下。
除污用磁性复合粒子所使用的磁性纳米粒子，如图2D所示，可以是多个磁性纳米粒子10凝集成的簇团90。在使用簇团作为磁性纳米粒子的情况下，相对于簇团90的表面而言，可以是直接地形成被覆层15。如图2E所示，相对于多个磁性纳米粒子10的簇团90，举例来说，例如可以是在其表层上涂敷被覆层15而成的被覆性磁性纳米粒子91。
另外，如图2H的被覆性磁性纳米粒子91的说明图、及其剖面图的图2I所示，单分散的磁性纳米粒子10，可以是由分别地涂敷有被覆层15的物质所凝集而成的簇团90。无论是何种情形，只要在磁性纳米粒子10的表层的至少一部分是涂敷有被覆层15即可。另外，被覆各个磁性纳米粒子的被覆层和被覆簇团全体的被覆层的种类，也可以是不同的。
捕捉性化合物18是被形成于除污用磁性复合粒子的至少一部分的表层上（参照图2G）。在图2F所示的是利用静电键而使得捕捉性化合物18和被覆层15键结在一起的例子。在此例中，除污用磁性复合粒子1是以静电键将带负电的簇团90与带正电的被覆层15键结在一起，更进一步地使带负电的捕捉性化合物18与被覆层15键结在一起。通过磁性纳米粒子10形成簇团90，即可以具有所谓的能够提高因除污用磁性复合粒子1的磁力所引起的吸附力/吸附速率、并能够提磁聚集效率的优点。
从有效地抑制除污用磁性复合粒子1的分解的观点来看，较优选是在磁性纳米粒子的50%以上的表层为涂敷有被覆层，更优选是有80%以上为被涂敷有被覆层。
接下来，通过被投入到放射能污染水20中的除污用磁性复合粒子1来捕获放射性物质类（步骤2、参照图3B）。也可以视需要而对于放射性污染水实施搅拌、分散、加温等。
然后，将磁力聚集装置30浸渍于放射能污染水以聚集除污用磁性复合粒子1。接着，在将放射能污染水从磁力聚集装置30分离开后，关闭（off）磁产生，回收放射性物质类（步骤3、参照图3C）。也即，通过磁力聚集装置30的磁力来聚集已捕集（trap）有放射性物质类的除污用磁性复合粒子1，由此回收除污用磁性复合粒子1。从而，能够简便且有效率地回收放射性物质类。磁力聚集装置30也可以是不浸渍于放射能污染水内，通过与容器的外壁相抵接或近接，由此使得除污用磁性复合粒子1聚集、并予以分离/回收。
经回收的除污用磁性复合粒子1是封存于使用混凝土和钢铁、铅等遮蔽γ线的容器内。在γ线的情况，混凝土的厚度是设定在50cm以上，而在铅的情况下，厚度则设定在10cm以上。另外，虽然已列举γ线的例子，然而在放射α线、β线的放射性物质类的情况下，只要分别封存于公知的遮蔽用机器即可。另外，所回收的放射性物质也可以再利用来作为癌治疗用密封线源、测定装置用密封线源、其他的密封线源、非密封线源的材料。
磁力聚集装置30具备：可开-关（ON-OFF）磁力的功能及移动机构。例如，适合使用电磁石、超电导磁石等。另外，也可以通过永久磁石和遮蔽装置来控制磁力的开-关（ON-OFF）。另外，也可以先使用永久磁石等来回收除污用磁性复合粒子1，然后通过更强力的电磁石、超电导磁石等来回收除污用磁性复合粒子1；其次，通过关闭（off）电磁石或超电导磁石等的磁力来分离除污用磁性复合粒子1。
在使用永久磁石的情况下，虽然没有特别限定，然而，可以列举一个实例，例如，其可以是铁素体、Ne-Fe-B合金、钐-钴合金。在需要强力的磁力的情况下，较优选是Ne-Fe-B合金。磁力聚集装置30，即使是在使用电磁石及超电导磁石等的情况下，为了对于磁石的磁力线赋与指向性的目的而设置遮蔽装置也是有效的。为了适当地保护磁力聚集装置30以免受海水所腐蚀等，视需要而定，可将磁石等密封于箱体内。
在图4中是显示第1实施方式的磁力聚集装置30的主要部分的一个实例的示意分解立体图。磁力聚集装置30具备：磁石31、遮蔽装置32、箱体33等。其具有用以对于磁石31的磁场发生方向赋与指向性用的遮蔽功能。第1实施方式的遮蔽装置32是由轭（yoke）（磁轭）所构成。不用说，只要是具有遮蔽功能的材料即可，并未限定于这些物质。在第1实施方式中，作为遮蔽装置32的轭是由像被覆磁石31的侧面及上面的凹部形状的圆筒体所构成，以使得强大的磁力发生于一方向上。经由设置遮蔽装置32，由此增强来自磁石31的底面的磁力。
图4的磁力聚集装置30，例如，其可以在回收除污用磁性复合粒子1之后，通过更强力的电磁石及超电导磁石等将除污用磁性复合粒子1从磁石31予以分离；接着，通过关闭（off）更强力的电磁石及超电导磁石的磁力而仅回收除污用磁性复合粒子1。
然后，再通过利用传感器40来测定放射能污染水的放射能浓度（步骤4、参照图3D）。接着，在判断有必要回收放射性物质类的情况下，重复进行上述步骤1～步骤3。在判断不需要回收放射性物质类的情况下，则终止放射性物质类的回收作业。已除去放射性物质类的水可以再利用来作为原子能发电所的冷却水等。
本实施方式的除污用磁性复合粒子的制造方法，包括：由磁性纳米粒子和形成被覆磁性纳米粒子的表层的至少一部分的被覆层用的被覆层形成用化合物，来形成被覆性磁性纳米粒子的工序；和以相对于被覆性磁性纳米粒子而配置在表层的至少一部分上的方式来导入捕捉性化合物的工序。导入捕捉性化合物的工序，虽然在不脱离本发明的主旨的范围内没有限定，然而其是适合于通过在分散液中进行混合搅拌被覆性磁性纳米粒子和捕捉性化合物而得到的方法。例如，适合于含有以下的工序中至少任意工序的方法：一边混合搅拌捕捉性化合物或被覆性磁性纳米粒子的任一者的分散液，而于此中加入另一者并予以混合的工序，以及（ii）经由正压或负压而使得含有捕捉性化合物和被覆性磁性纳米粒子的分散液，于多个容器间移动而予以混合搅拌的工序。另外，形成被覆性磁性纳米粒子的工序，虽然于不脱离本发明的主旨的范围内没有限定，然而较优选的例子，举例来说，例如，其可以是将磁性纳米粒子、和形成被覆层用的被覆层形成用化合物于分散液中予以混合搅拌的方法。
以下，针对本实施方式的除污用磁性复合粒子的合适的制造方法的一个实例进行说明，然而本发明的除污用磁性复合粒子的制造方法不是限定于以下的方法。
首先，调制磁性纳米粒子10的分散液、形成被覆层的化合物（以下，称为“被覆层形成用化合物”）的分散液、捕捉性化合物的分散液。磁性纳米粒子10的制造方法，未特别地限定，可以没有限制地利用公知的方法。另外，在本说明书中所称的“分散液”，并不管粒子有无溶解等。分散液是适合使用水系、有机溶剂系、水/有机溶剂混合系的溶剂。在不脱离本发明的主旨的范围内，可以任意添加添加剂。
磁性纳米粒子10的形成方法是未特别地限定，然而列举一个实例来说，例如，其可以是如后述的实施例所记载的制造方法。磁性纳米粒子可以是单分散的粒子，也可以是簇团90。调制磁性纳米粒子的分散液、被覆层形成用化合物的分散液、捕捉性化合物的分散液的调制方法，未特别地限定，可以没有限制地利用公知的方法。列举一个实例来说，例如，其可以是如后述的实施例所记载的制造方法。
接下来，形成被覆性磁性纳米粒子91。被覆性磁性纳米粒子的形成方法，未特别地限定，可以没有限制地利用公知的方法。在第1实施方式中，通过调制被覆层形成用化合物的分散液、磁性纳米粒子的分散液，将这些予以混合搅拌而得到被覆性磁性纳米粒子。混合搅拌的方法，在不脱离本发明的主旨的范围内，未特别地限定。例如，可以利用浴槽型超声波破碎装置将被覆层形成用化合物的分散液予以分散，并持续滴下磁性纳米粒子的分散液，实施超声波处理，接着进行离心分离取出上清液的操作，通过进行上述操作1次至复数次而得到被覆性磁性纳米粒子。按照所期望的粒子形态而定，通过适当地变更混合搅拌条件、分散液，可以得到如图2E所示的被覆簇团90的被覆性磁性纳米粒子、如图2H所示的在单分散的磁性纳米粒子10上涂敷有被覆层15的被覆性磁性纳米粒子、在单分散的磁性纳米粒子上涂敷有被覆层且成为单分散的状态的被覆性磁性纳米粒子等。另外，虽然已列举混合被覆层形成用化合物的分散液、磁性纳米粒子的分散液的实例，然而未限定于此方法，例如，可以在溶剂中直接投入被覆层形成用化合物、磁性纳米粒子来合成被覆性磁性纳米粒子。
接下来，形成除污用磁性复合粒子。除污用磁性复合粒子的形成方法，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以采用各种的方法。在第1实施方式中是通过将捕捉性化合物的分散液和被覆性磁性纳米粒子的分散液予以混合搅拌而获得。更具体地来说，一边搅拌捕捉性化合物的分散液，一边滴下被覆性磁性纳米粒子的分散液，使之混合而获得。在滴下被覆性磁性纳米粒子的分散液时，也可以在装有捕捉性化合物的分散液的容器中，插入超声波破碎机的探针，使用超声波照射来提高搅拌效率。捕捉性化合物的分散液和被覆性磁性纳米粒子的分散液的混合比例，虽然在能形成除污用磁性复合粒子的范围内未特别地限定，然而较优选是在10：1～1：10的范围，更优选是在2：1～1：8，更优选是在1：1～1：6，特优选是在1：3～1：4的范围。另外，在形成被覆层15的化合物上导入有与捕捉性化合物18键结的反应基的情况下，视需要而定，可以适当地添加促进分散液反应的催化剂等的添加剂。另外，也可以一边搅拌被覆性磁性纳米粒子的分散液，一边滴下捕捉性化合物的分散液而予以混合。
（第1变形例）可以通过以下的方法，来代替上述的捕捉性化合物的分散液中滴下被覆性磁性纳米粒子的分散液的方法，而由此形成除污用磁性复合粒子。在图15A～图15E所显示的是：用以说明使用第1变形例的混合搅拌装置100的除污用磁性复合粒子的制造方法用的示意图。首先，如图15A所示，在容器110内，利用搅拌装置105来搅拌捕捉性化合物的分散液。在此状态下，滴下被覆性磁性纳米粒子的分散液，并更进一步地进行混合搅拌。接下来，如图15B所示，将容器110的内容物强制地输送到容器120。然后，如图15C所示，利用活塞（piston）101将容器120的内容物强制地输送到静态混合器102。
接着，通过管式泵103，将静态混合器102的内容物压入到微混合器130的入口B（参照图15C）。由此，从微混合器130的出口C所排出的液体乃开始收集于容器110（参照图15D）。容器110的内容物是透过管式泵104而压入到微混合器130的入口A。因而，被压入到微混合器130的入口A及入口B的液体就被混合，而从出口C排出。持续这些操作时，容器110就会成为满槽，而容器120就会排空（参照图15E）。通过以1次～复数次地重复此一系列的操作而得到除污用磁性复合粒子。
与一边搅拌捕捉性化合物的分散液一边滴下被覆性磁性纳米粒子的分散液而使之混合的方法相比较，依照第1变形例的方法具有所谓的能够以更高效率地进行合成的优点。尤其，在合成尺度大的情况下，特别能够发挥威力。
另外，微混合器130的数量，也可以适当地增加。通过增加微混合器，就能够不大大地变更小规模生产的条件而可以容易地进行大量生产。例如，通过将MCP标准（ISMATEC公司制）的泵、及能够以1台的泵驱动24支的管式泵输送液体的24管槽的泵总成（head）加以组合，而同时地使用12个微混合器。在此种情况下，处理速度就会成为12倍。
（第2变形例）在图16A～图16D中所显示的是：用以说明使用第2变形例的混合搅拌装置的除污用磁性复合粒子的制造方法的示意侧面图。混合搅拌装置200是具有：微流路201、能够只在所期望的2个处所开通的三向活塞202、第1注入器210、第2注入器220、被覆性磁性纳米粒子的分散液注入用的第3注入器（未图示）、捕捉性化合物的分散液注入用的第4注入器（未图示）、第1平台211、及第2平台221等。另外，本说明书中所称的微流路是也包括所谓的微反应器及微混合器等在内。
微流路201是与能够只在所期望的2个处所开通的三向活塞202、第1注入器210、第2注入器220相连接。第1注入器210是安装于第1电动平台211，而第1注入器210的挤压/吸引是通过被设置在第1电动平台211上的第1注入器控制机构212而成为可控制的。第2注入器220是安装于第2电动平台221，而第2注入器220的挤压/吸引是通过被设置在第2电动平台221上的第2注入器控制机构222而成为可控制的。预先，将捕捉性化合物的分散液注入到第1注入器210，而第2注入器220则成为排空的状态。另外，事先将被覆性磁性纳米粒子的分散液注入于第3注入器，而事先将捕捉性化合物的分散液注入于第4注入器。第3注入器及第4注入器是于适当的时间点与三向活塞202相连接，而使得能够将全部量或其一部分注入于第1注入器210或第2注入器。
首先，拉引第2注入器220的活塞223而将捕捉性化合物的分散液的一半分量吸引至第2注入器220内。另外，在本例中，虽然已说明了分2次将捕捉性化合物的分散液注入到第2注入器220的例子，然而捕捉性化合物的分散液的注入次数，可以视合成规模等而适当地变更，可以1次注入，也可以分3次以上注入。然后，通过三向活塞202的操作以使得第2注入器220和第3注入器之间开通；并通过负压将被覆性磁性纳米粒子的分散液，从第3注入器吸引至第2注入器220。因而，捕捉性化合物的分散液及被覆性磁性纳米粒子的分散液乃于第2注入器220中被混合（以上，称为“工序A”）。
接下来，通过操作三向活塞202，使用第1注入器控制机构212，快速地以最大限度拉引第1注入器210的活塞213，令第2注入器220的混合液的例如一半分量通过微流路201的狭小空间，而使得全部量移动到第1注入器210（参照图16A）。然后，通过使用第2注入器控制机构222，快速地以最大限度拉引第2注入器220的活塞223（参照图16B），令第1注入器210内的混合液通过微流路201的狭小空间（参照图16C），使得全部量移动到第2注入器220（参照图16D）。接下来，同样地，通过快速地以最大限度拉引第1注入器210的活塞213，令第2注入器220内的混合液通过微流路201的狭小空间，使得全部量移动到第1注入器210（以上，称为“工序B”）。工序B为进行1次或重复进行复数次。通过工序B，能够强制地使得在第1注入器210、第2注入器220内的混合液的全部量于第1注入器210、微流路201、第2注入器220间移动。
在将捕捉性化合物的分散液、被覆性磁性纳米粒子的分散液的注入予以分割而加入混合液的情况下是进行以下的工序C。具体而言，首先，将添加于混合液前的捕捉性化合物，注入到第1注入器210。接下来，拉引第2注入器220的活塞223，以吸引注入到第1注入器210所残留的捕捉性化合物的分散液。然后，连接三向活塞202和第3注入器，通过吸引而将被覆性磁性纳米粒子的分散液，从第3注入器移动到第2注入器220（以上，称为“工序C”）。从而，进行工序B。根据捕捉性化合物的分散液、被覆性磁性纳米粒子的分散液的注入的分割次数，重复地进行工序C、工序B。
另外，在第2变形例中虽然已说明了通过负压来吸引而使之于注入器间移动的例子，然而通过正压的压送来取代也是可以的。从工序B至工序C的操作是重复地进行直到添加预定量的被覆性磁性纳米粒子、及预定量的捕捉性化合物为止。经由这些的工序而合成出除污用磁性复合粒子。
依照第2变形例的方法时，由于采用使微流路连接于注入器间，施加负压而使之强制地通过微流路的方法的缘故，所以能够实现液体彼此间的高效率的混合。尤其，合成规模大时，特别能发挥威力。另外，由于利用负压，所以假定即使发生了配管破损、脱落等，也会比利用正压的方法还难以让液体往外飞溅出去的缘故，所以它也具有所谓的安全性高的优点。进一步，通过利用负压，因而可以期待能使得溶存的气体消泡、防止氧化的效果、粒子彼此的接触效率提高。另外，依照利用负压的方法，则各部件的机械强度可以是比利用正压的情况还低；也有容易利用对例如省略洗净工序等、防止异物混入有效的所谓的一次性的注入器等的优点。从同样的理由来看，由于可以使用广泛运用的注入器，所以具有所谓的从小负载生产至大量生产、设计变更容易的优点。对于微流路而言也是同样的，例如，可以采用于塑胶制的细胞培养目的等所使用的便宜的一次性微流路。另外，通过增加装置的数量，则以和少量生产相同的条件来进行大量生产也是容易的。另外，第1注入器控制机构212、第2注入器控制机构222的控制是可以通过控制装置来管理的缘故，所以也能够是无人操作或连续处理。
另外，第2变形例的微流路也可以做成混合针或细的硬质管等的反应场。另外，在第2变形例中，虽然已说明了通过负压而使得混合液于第1注入器210和第2注入器220间移动的例子，然而也是可以正压来代替的。
依照第1实施方式的放射性物质类的除污方法，由于将磁力聚集装置30浸渍于放射能污染水并予以拉引上提，当于拉引上提之后关闭（off）磁发生源而回收放射性物质类的缘故，所以操作性良好、效率也高。而且，磁力聚集装置具有无论利用几次均可以的优异的优点。另外，也具有所谓的不需导入特别的设备等的优异的效果。也即，依照第1实施方式的放射性物质类的除污方法，就能够以高效率来回收放射性物质类。
另外，因为能够不使用如非专利文献5的昂贵化合物来形成的缘故，所以能够实现低成本化。进一步地，除污用磁性复合粒子，由于具有多层结构并在磁性纳米粒子和捕捉性化合物之间设置被覆层的缘故，所以能够提高环境耐性。例如，在非专利文献4、6、7中，由于磁性纳米粒子表层为亚铁氰化铁所覆盖，因而具有所谓的在磁性纳米粒子、亚铁氰化铁两者的表面电位呈现负值的pH8以上的碱性区域，容易产生磁性纳米粒子、亚铁氰化铁间的反作用力，亚铁氰化铁变得容易从磁性纳米粒子表面剥离的缺点。另外，在非专利文献4中，也会有所谓的使用具有爆炸等危险性的高氯酸作为原料的问题。
另外，依照第1实施方式的除污用磁性复合粒子，由于可以容易地形成簇团（磁性纳米粒子块）的缘故，因而具有所谓的容易提高磁所行生的吸附力/吸附速度的优点。另外，在形成簇团的情况下，由于簇团为经被覆层和捕捉性化合物的2层所被覆，因而能够提供物理性稳定的粒子。因此，具有所谓的能够提供环境耐性高的除污用磁性复合粒子的优异的效果。
另外，在对于污染土壤实施放射性物质类回收时，较期望是在对于污染土壤或污染土壤的分散液投入除污用磁性复合粒子之前，事先通过磁筛选将污染土壤中或污染土壤的分散液中所含的磁性体予以回收。由此，就能够实现以除污用磁性复合粒子高效率地捕捉及回收放射性物质类。
另外，在第1实施方式中，虽然已说明了由磁性纳米粒子、被覆层、捕捉性化合物的3层结构所构成的例子，然而也可以是磁性纳米粒子-被覆层-捕捉性化合物-被覆层-捕捉性化合物的5层结构。另外，也可以是磁性纳米粒子-被覆层-捕捉性化合物-被覆层-捕捉性化合物-被覆层的6层结构等。另外，所用的磁性纳米粒子、被覆层、捕捉性化合物，也可以分别独立地任意选自单一、复数种类。
另外，放射性物质类除污系统及放射性物质类的除污方法，不限定于上述第1实施方式的例子，可以是各种的变形。例如，放射性物质类除污系统也可以具有液体注入口、除污用磁性复合粒子混合槽、磁力除污用磁性复合粒子回收槽、过滤装置。例如，随着来自液体注入口的液体注入，将按照液体注入量及污染度等所先设定的除污用磁性复合粒子，投入除污用磁性复合粒子混合槽。接着，在除污用磁性复合粒子混合槽内，将液体和除污用磁性复合粒子充分地混合。然后，将含有除污用磁性复合粒子的液体，移动到磁力除污用磁性复合粒子回收槽，通过磁聚集装置来回收除污用磁性复合粒子。之后，再视用途而若必要时，则使之通过过滤装置。像这样的放射性物质类除污系统可以适合利用来作为例如净水器、上水处理设施、公寓大楼等的上水处理系统。
［第2实施方式］
接下来，针对与上述实施方式不同的放射性物质类的除污方法的一个实例进行说明。第2实施方式的放射性物质类的除污方法，除了以下各点以外，基本的方法是与上述第1实施方式相同。也即，第2实施方式的放射性物质类的除污方法的除污用磁性复合粒子的回收方法是与第1实施方式不同的。在第1实施方式中，磁力聚集装置为直接、浸渍于含有放射性物质类的液体内再拉引上提，然而在第2实施方式中则是通过能捕捉磁性纳米粒子的过滤器来回收除污用磁性复合粒子，在此点上两者是不同的。
图5A及图5B是显示第2实施方式的放射性物质类的除污方法的一个实例的示意说明图。在第2实施方式中，如图5A所示具备有作为磁力聚集装置的磁性过滤器41和磁力控制部42。另外，设置有：设置着磁性过滤器41净化管43、支撑磁性过滤器41的支撑部44、接合部47等。
净化管43为由圆筒体所构成。支撑部44为担负着保持磁性过滤器41的功能，并以圆周状形成于净化管43的内壁上。接合部47为用以使得磁性过滤器41能够从净化管43装卸自如的部分。换言之，在接合部47的位置，净化管43为可分割地构成。另外，净化管43及支撑部44的形状是可以任意地变更。磁性过滤器41的形状也是可以任意地变更。
磁性过滤器41，只要是能够捕集除污用磁性复合粒子即可，并未特别地限定。较优选的例子为至少是由复数片的磁性金属网所积层烧结而成的物体所构成，举例来说，例如，形成有多数个空隙部的烧结金属网过滤器（参照上述专利文献2）。作为磁性过滤器41，由于是使用磁性金属网所积层烧结而成的烧结金属网过滤器，因而能够提高刚性、耐久性。另外，能够提高磁性纳米粒子的捕捉效率。另外，也可以不设置支撑部44，而设置使磁性过滤器41嵌合在净化管43的内壁的沟部等。另外，为了防止因粗大粒子等阻塞网目的目的，也可以将预过滤器等设置在磁性过滤器41的前段。
图6A为显示1片磁性金属网45的一个实例的示意俯视图，图6B为磁性过滤器41的示意侧面图。在图6A的例子中，虽然已说明了具有2次元网目结构的磁性金属网45的例子，然而1片磁性金属网45的形状是能够没有限制地利用公知的磁性金属网的形状。磁性金属网45也可以是3次元的网目结构。空隙部46的直径为例如从毫米（mm）至纳米（nm）规模大小的级数。另外，空隙部46的密度也可以依照用途而任意地设计。磁性金属网45的空隙部46的直径，除了在深度方向为一定的情况以外，直径可以是在深度方向变大等而任意地设计。
磁性过滤器41为至少是由复数片磁性金属网45所积层的物质而构成。图6B的例子中虽然已例示了14片磁性金属网45积层而成的例子，然而积层片数只要是2片以上即可，其可以依照用途或目的而加以决定。磁性过滤器41的磁性金属网45的积层片数，从提升磁吸附效率的观点来看，较优选是在10～50片的范围。1片的磁性金属网45的厚度是没有特别限定，例如，0.1mm～3mm左右。
磁性过滤器41也可以适当地以补强机械强度用的不具有磁性的层作为补强层，并将之插入于磁性金属网45之间。也可以积层不具有磁性的金属网来补强强度等。另外，也可以在磁性过滤器41的底部上，配设：与磁性过滤器41不同个体的多孔质的玻璃过滤器等的支撑体，由此补强强度。
作为磁性金属网45的材料，只要是可通过磁力控制部42而发挥磁特性的材料即可，并未特别地限定。举例来说，例如，其可以是四氧化三铁（Fe3O4）、三氧化二铁（Fe2O3）、一氧化铁（FeO）、氮化铁、铁（Fe）、镍、钴、钴铂铬合金、钡铁氧体合金、锰铝合金、铁铂合金、铁钯合金、钴铂合金、铁钕硼合金及钐钴合金等。较优选是具有高磁引导特性的磁各向异性高的材料。较优选的材料，举例来说，例如，其可以是耐蚀性高的铁素体系不锈钢、马氏体系不锈钢等的具有磁性的不锈钢、FePt等。磁性金属网45的材料，在不脱离本发明的主旨的范围内，也可以含有不具磁性特性的材料。
放射性物质类的除污方法，是通过磁性过滤器41的空隙部，利用磁力控制部42的磁力来捕捉磁性纳米粒子。从而，按照所捕捉的磁性纳米粒子来选定空隙部的合适的尺寸。磁性金属网45的积层方法，可以是依照使得空隙部46相互一致的方式来进行积层，也可以依照使得空隙部46的位置错开而形成3次元网目结构的方式来进行积层。也可以积层由任意地变更空隙部46的尺寸而成的磁性金属网45。具体的例子，举例来说，例如，其可以是按照使得空隙部46的尺寸成为愈上部者愈大的方式来积层磁性金属网45而成的烧结金属网过滤器，或者由空隙部46的尺寸大的磁性金属网45和尺寸小的磁性金属网45交互积层而成的烧结金属网过滤器等。另外，磁性过滤器41的空隙部，由于是由磁性金属网45所积层烧结而获得，所以通常开口直径会成为比磁性金属网45的空隙部46更小一些。
可以准备复数组的由2片以上的磁性金属网所积层烧结而成的磁性过滤器41的套组，将它予以重叠而设置于净化管43。通过重叠复数的磁性过滤器41的套组，当在网目阻塞的情况下，就能够容易地分解加以洗净。
磁性金属网45的制造方法是可以没有限制地利用公知的制造方法。例如，可以编入磁性细线来制造磁性金属网，也可以通过线圈状的细线彼此热熔合来制造。在通过线圈状的细线彼此热熔合来制造磁性金属网的情况下，由于能够增大接触面积，所以具有所谓的能够增大磁性纳米粒子的吸附面的优异的效果。
当考虑磁性金属网45的精度（尺寸稳定性）、形状稳定性时，较优选是以铸模来制造。在铸模成型的情况，具有所谓的能够自由地设计空隙部、空隙部的密度、磁性金属网的厚度等的优点。在使用铸模的情况下，其是可以通过例如将磁性纳米粒子、或熔融的磁性纳米粒子装入铸模而进行成型加工，经固化之后再从铸模取出来制造而获得。固化处理是可以在熔融或烧结后通过冷却来进行。另外，在制造磁性金属网45后，也可以追加热熔合工序、压入工序、烧结工序等。
磁性过滤器41是可以如前述这样地经由烧结而获得。例如，通过积层复数片的磁性金属网45，于真空中进行高温烧结而获得。由此，就可以使磁性金属网不会完全地熔解，并可以保持空隙部46的至少一部分而使一部分热熔合。通过烧结，就可以防止所积层的磁性金属网45因外力而导致的裂痕及形状变形。也即，通过实施烧结工序，可以提高磁性过滤器41的刚性。
磁力控制部42是形成于净化管43的外部侧壁中与磁性过滤器41成相对向的区域。在第2实施方式中，虽然磁力控制部42设计成框架状的构成，然而只要是能够将磁照射到磁性过滤器41即可，无需考虑其形状或设置位置。磁力控制部42具有磁石、遮蔽装置。遮蔽装置为通过磁力遮蔽部件所构成。由此，就能够对于磁石的磁力线赋与指向性。
另外，作为磁力控制部42，只要是具有磁石即可，即使不具备遮蔽装置也是可以的。磁石/遮蔽装置的较优选的材料、形状等是如上述第1实施方式中所述。通过设置遮蔽装置，就能够实现：增强磁石对于磁性过滤器41的磁力，并使得其他部分的磁力大幅地衰减。可以按照使得磁力被赋与到磁性过滤器41的方式来配设遮蔽装置，由此对于磁性过滤器41有效率地赋与磁力。
另外，也可以在净化管43和磁石之间使得能够安装装卸自如的遮蔽板的方式来进行设置。由此，就能够控制对磁性过滤器41的磁照射的开、关（on、off）。另外，也可以是将由电磁石构成的磁石固设在净化管43，通过电力的开、关（on、off）就能够开、关（on、off）磁力线的产生的构成。
接下来，针对第2实施方式的放射性物质类的除污方法进行说明。首先，一边将放射能污染水引导至净化管43并进行磁照射，一边通过磁性过滤器41加以过滤。由此，除污用磁性复合粒子1就会被捕集到磁性过滤器41。此时，也可以视需要而施加压力等。
接着，进行除污用磁性复合粒子1的回收。首先，中断放射能污染水。然后，通过关闭（off）磁性过滤器41的磁力，以从磁性过滤器41分离被磁性过滤器41所捕获的除污用磁性复合粒子1。或者，也可以取出磁性过滤器41，并将磁性过滤器41保管于放射能遮蔽部件内。
依照第2实施方式，就能够由于并用过滤法和磁力控制部42来捕捉除污用磁性复合粒子并予以回收的缘故，所以就能够以高效率回收放射性物质类。第2实施方式的方法也可以与第1实施方式的方法组合来进行。例如，也可以通过第1实施方式移除大半部分的放射性物质类，然后再使用第2实施方式的磁性过滤器，而得以比较确实地回收放射性物质类。另外，若积层磁性金属网45来作为磁性过滤器时，则能够提高磁吸附效率。另外，在使用图5A及图5所示的磁性过滤器的情况下，由于积层磁性金属网45并烧结它的缘故，所以能够防止经积层而成的磁性金属网45因外力而形成裂痕、形状变形等，进而提供一种耐久性高的磁性过滤器。另外，磁性过滤器的合适的例子，虽然已列举了由磁性金属网45所积层烧结而成的过滤器，然而在不脱离本发明的主旨的范围内，也可以利用各种的磁性过滤器。
［第3实施方式］
第3实施方式的放射性物质类的除污方法，除了以下方面以外，基本的构成是与上述第2实施方式相同。也即，第3实施方式的放射性物质类的除污方法，在具备过滤器吸附物剥离装置方面是与不具备它的第2实施方式不相同的。
图7A及图7B是用以说明第3实施方式的放射性物质类的除污方法的一个实例的示意说明图。在第3实施方式中，除了第2实施方式之外，尚且具备作为过滤器吸附物剥离装置的超声波施加装置48等。
超声波施加装置48是按照围绕磁力控制部42的方式而设置在净化管43的外周部。换言之，磁性过滤器41的侧边上设置有超声波施加装置48。超声波施加装置48的位置及设置形状没有限定。
过滤器吸附物剥离装置不限定于超声波施加装置48，只要是对于磁性过滤器41施加物理能量、且能达成本发明的目的的装置即可，未特别地限定。作为超声波施加装置以外的例子，举例来说，例如，其可以是加热装置、频率比超声波还小的机械振动施加装置、冲击波施加装置。另外，举例来说，例如，其也可以利用压力调整装置。另外举例来说，例如，其可以是利用适用贵金属微粒子的纳米等离子体振子（plasmon）的由光至热的光热效果的活性光线照射装置、利用氧化钛等的光催化剂的可见光等的活性光线照射装置、利用氧化反应的经由紫外线/电离放射线等的活性光线照射装置。过滤器吸附物剥离装置是可以单独地使用，也可以组合使用。在这些中，从简便性的观点来看，特优选是利用加热装置或超声波照射装置、压力调整装置。
通过磁控制部42而将磁照射在磁性过滤器41，并将放射能污染水20供给到净化管43内。放射能污染水20渗透通过磁性过滤器41，作为滤液（净化水）得到比空隙部尺寸还小的非磁性纳米粒子及溶剂。另一方面，比空隙部尺寸还小的除污用磁性复合粒子1是被捕集于磁性过滤器41的空隙部。另外，比磁性纳米粒子以外的空隙部还大的粒子则被磁性过滤器41的表面所拦截（cut off）。另外，在粗大粒子量多的情况下，为了从放射能污染水20除去粗大粒子，较优选是预先以别的过滤器进行去除。
接下来，中止供给放射能污染水20。然后，将在接合部47处的净化水侧的净化管43更换成遮蔽容器（未图示）。接着，关闭（off）磁力控制部42的磁照射，并且使用超声波施加装置48来照射超声波。由此，将被捕集在磁性过滤器41的空隙部的除污用磁性复合粒子回收遮蔽容器内。此时，视需要而定，也可以施加压力来促进除污用磁性复合粒子的回收。
依照第3实施方式的放射性物质类的除污方法及放射性物质类除污系统时，能够得到和上述第2实施方式同样的效果。除此之外，在第3实施方式中，由于是在回收除污用磁性复合粒子时施加超声波施加装置48的缘故，所以能够更有效率地回收除污用磁性复合粒子。另外，也具有所谓的过滤器无论几次皆可利用的优点。另外，此时，也具有所谓的不需要取出过滤器加以洗净的优异的效果。
另外，磁力聚集装置及捕捉放射性物质的除污用磁性复合粒子的回收方法，不受限于上述的实施方式的方法，可以有各种的变形。例如，也可以对于捕捉到经由磁力所聚集的放射性物质的除污用磁性复合粒子，通过刮除刷（wiper）等将物理性吸附的除污用磁性复合粒子予以刮除。另外，也可以将含有捕捉到放射性物质类的除污用复合粒子的液体，投入埋入有永久磁石的圆筒状的滚筒（drum）中，旋转滚筒，使磁性纳米粒子被磁所吸附、以刮除刷等将除污用磁性复合粒子予以物理式刮除。
［第4实施方式］
第4实施方式的放射性物质类的除污方法，除了以下方面以外，基本的构成为与上述第1实施方式相同。也即，第4实施方式的放射性物质类的除污方法的除污用磁性复合粒子是与上述第1实施方式不相同。
第4实施方式的除污用磁性复合粒子的磁性纳米粒子是形成在内部具有中空的笼状骨架的粒子。可适用于第4实施方式的磁性纳米粒子，没有特别限定。除污用磁性复合粒子是由在芯部的内部具有中空的笼状骨架的磁性纳米粒子、直接被覆磁性纳米粒子的被覆层、及形成于表层的捕捉性化合物所构成。另外，捕捉性化合物也可以是内包在磁性纳米粒子的内部。
图8A中所显示的是第4实施方式的磁性纳米粒子10c的一个实例的概念图，而图8B显示的是图8A的VIIIB-VIIIB切断线处的示意立体图。第4实施方式的磁性纳米粒子10c是由磁性笼状骨架12所构成。磁性笼状骨架12是如图8A、图8B所示形成大致为球状的结构，其内部为中空结构13。磁性笼状骨架12由金属系纳米粒子的烧结体所构成，该金属系纳米粒子含有至少一部分含Fe（铁）、Co（钴）、Ni（镍）中的任意的纳米粒子。
在磁性笼状骨架12中是形成有多数的多孔体状的空隙14。磁性笼状骨架12的空隙率的较优选是在1%以上、50%以下。在小于1%的情况，则有可能在本发明的磁性纳米粒子的制造、及含有制剂磁性微粒子的制造上就会有变为困难。另一方面，当空隙率为超过50%时，则有可能就会有难以保持骨架。空隙率，从制造稳定性的观点来看，较优选是在5%以上、30%以下。空隙14的尺寸及形状，只要是能够维持磁性笼状骨架的结构即可，并未特别地限定。
磁性笼状骨架12的厚度，虽然是未特别地限定，然而较优选是在5nm以上、50nm以下。通过将磁性笼状骨架12的厚度设为5nm以上，就可以抑制结构缺陷而稳定地进行制造。另外，通过设为50nm以下，就能够提高磁性笼状骨架12的内部中所含的药剂等的含有率。
另外，磁性笼状骨架12的形状，并未特别地限定，其是可以通过控制后述的铸型粒子的形状而形成例如楕圆球形状、棒形状。
磁性笼状骨架12的材料是可以形成烧结体的，只要是至少有一部分为金属系纳米粒子即可，可以没有限制地使用，该金属系纳米粒子含有至少有一部分含Fe、Co、Ni中的任意的纳米粒子。另外，所谓“至少有一部分含Fe、Co、Ni中的任意的纳米粒子”是指除了有一部分为含有Fe、Co、Ni中的1种的纳米粒子以外，也包括有一部分为含有Fe、Co、Ni的2种类以上的纳米粒子。另外，在“金属系纳米粒子”中，除了仅由金属所构成的纳米粒子以外，也包括金属氧化物、金属氮化物等的纳米粒子。
用以形成烧结体的烧结体前驱体的合适的材料的例子，可以是如下述所列举的材料。举例来说，例如，其可以是（1）铁铂合金（FePt）、钴铂合金（CoPt）、铁钯合金（FePd）、钴铂合金（CoPt）等的过渡金属-贵金属合金，（2）含有四氧化三铁（Fe3O4）、三氧化二铁（γ-三氧化二铁、γ-Fe2O3）、锰（Mn）铁素体的氧化铁系化合物，（3）铁钕硼（NdFeB）、钐钴合金（SmCo）等的稀土类-过渡金属合金、（4）铁（Fe）、铁钴合金（FeCo）、镍铁合金（NiFe）、（5）Fe16N2等的氮化铁系化合物等的过渡金属合金等。除了金属合金以外，含有金属氧化物的金属系纳米粒子也是可以适宜使用的。另外，在上述例子中，含有微量的其他元素的材料也是可以适合使用的。例如，在铁铂合金的中添加Cu、Ag等的第3元素而成的材料也是可以适合使用的。
从提高以磁力聚集的效率的观点来看，较优选是磁性笼状骨架12的材料为显示强磁性的金属系纳米粒子。在以生物体内利用为目的的情况下，从避免毒性所引起的有害事象的观点来看，至少有一部分为含有Fe、Co、Ni中的任意的纳米粒子，其较优选是使用四氧化三铁（四氧化三铁、Fe3O4）或三氧化二铁（γ-三氧化二铁、γ-Fe2O3）、一氧化铁、氮化铁、铁、铁铂合金、铁钯合金等。
磁性笼状骨架12，可以是仅由单一材料来构成，也可以是由复数材料来构成。按照随着使用目的等而设定磁力的方式，来适当地选定：至少有一部分为含有Fe、Co、Ni中的任意的纳米粒子的材料、及含有量。金属系纳米粒子，虽然也可以是仅由“至少有一部分为含有Fe、Co、Ni中的任意的纳米粒子”来构成，然而也可以掺混（blend）其他的金属系纳米粒子来使用。所使用的金属元素的种类是未特别地限定，可以按照用途而适当地选定。例如，可以使用由铜、铬、钛、钽、钨、镍、钼、锰、铝、钇中选取的1种以上所组合而成的合金、或金属单体等。
磁性笼状骨架12的粒径是未特别地限定，可以按照用途而适当地选定。磁性笼状骨架12的粒径，通过控制后述的铸型粒子的大小，其是可以容易地被控制的。从制造容易性的观点来看，较优选是设定在50nm以上，更优选是设定在10μm以下。
第4实施方式的具有笼状骨架12的磁性纳米粒子是可以通过专利文献2所记载的方法来制造的。另外，在磁性纳米粒子上形成被覆层、捕捉性化合物的方法，可以是通过以和上述第1实施方式相同的方法来进行。内包在捕捉性化合物的磁性纳米粒子的内部的情况，其是可以通过以专利文献2所记载的方法来制造的。也可以是先对于捕捉性化合物以聚合性官能基加以修饰，并使之于磁性纳米粒子内部交联，由此将捕捉性化合物封入磁性纳米粒子内部。
依照第4实施方式的放射性物质类的除污方法及放射性物质类除污系统，就可以得到与上述第1实施方式相同的效果。在第4实施方式中，通过使磁性纳米粒子的内部形成中空，可以使得除污用磁性复合粒子的比重变小，并可提高在液体中的分散性。另外，若是将捕捉性化合物导入到磁性纳米粒子的内部时，由于能够与磁性纳米粒子的内部及表层的任意者相键结的缘故，所以就能够提高捕捉性化合物的导入率。
［第5实施方式］
第5实施方式的放射性物质类的除污方法，除了以下方面以外，基本的构成是与上述第1实施方式相同。也即，第5实施方式的放射性物质类的除污方法的除污用磁性复合粒子为与上述第1实施方式不相同。
第5实施方式的除污用磁性复合粒子是由将捕捉性化合物和被覆性磁性纳米粒子分别地投入放射能污染水，而于放射能污染水中形成捕捉性化合物和被覆性磁性纳米粒子的复合体的粒子。被覆层的主成分的合适的例子，是如上述第1实施方式所述。
第5实施方式的放射性物质类除污系统是于放射能污染水中，分别地投入被覆性磁性纳米粒子和捕捉性化合物，并使之形成除污用磁性复合粒子。接下来，除污用磁性复合粒子捕捉放射性物质类。其中，可以是捕捉性化合物先捕捉放射性物质类，而被覆性磁性纳米粒子捕获已捕捉有放射性物质类的捕捉性化合物。另外，也可以将两者混在一起。以后的工序，可以是通过以和上述实施方式同样的方法来进行除污。
依照第5实施方式的放射性物质类的除污方法及放射性物质类除污系统时，可以得到与上述第1实施方式相同的效果。另外，由于使之在放射能污染水中形成复合体，所以具有所谓的不需要预先形成除污用磁性复合粒子的优点。
在上述第1实施方式～第5实施方式中，虽然已以放射性铯为例说明了放射性物质类的例子，然而对于放射性、及稳定同位素的锶、铊、铀、钚、钍、碘等而言，同样地本发明也是能够适用的。另外，虽然已列举了放射能污染水的例子来作为含有放射性物质类的液体，然而对于水以外的所有的溶剂而言，本发明也是能够适用的。另外，上述的除污用磁性复合粒子的例子，是一个实例，本发明也能够适用于各种方案的除污用磁性复合粒子。进一步地，在上述实施方式中，虽然已列举了放射能污染水的例子，然而也能够利用于分散有作为放射性物质的放射性同位素的稳定同位素（例如，非放射性铯）的污染水等，从中去除非放射性物质。
［实施例］
（实施例1）
<磁性纳米粒子>
将7.95g的氯化亚铁（II）·四水合物溶解于8mL的纯水中。接下来，将21.62g的氯化铁（III）·六水合物溶解于8mL的纯水中。然后，混合这些，并添加纯水使总量成为50mL。接着，一边搅拌该水溶液，一边添加氨水（25%）而得到氧化铁纳米粒子的磁性浆液。
继续使用温度调节器、电炉等加温到90℃，以使氨蒸发。然后，放置于室温使之自然冷却。接下来，通过离心分离（9000G）使磁性浆液沉淀，除去上清液。另外，也可以通过钕磁石（0.5特斯拉）代替离心分离，以使得磁性浆液沉淀。
然后，添加100mL的纯水，以浴槽型超声波破碎装置使得已沉淀的磁性浆液再分散。然后，通过重复进行沉淀/再分散的操作，以纯水洗净磁性浆液。
<被覆性磁性纳米粒子>
接下来，使用通过上述方法所精制的磁性浆液和纯水，调制成于80mL的纯水中含有约0.25g的氧化铁纳米粒子。然后，使用浴槽型超声波破碎装置，以约10分钟使混合液中的磁性纳米粒子充分地分散。另外，将8g的聚（二烯丙基二甲基氯化铵）（poly（diallyldimethylammonium chloride，辛格玛艾瑞契公司制，分子量为10万～20万，以下，称为“PDDA”）和160mL的纯水将入烧杯中，以浴槽型超声波破碎装置使之分散10分钟而制备成PDDA溶液。然后，一边以浴槽型超声波破碎装置使它分散，一边以每1分钟约120滴的速率添加前述的磁性纳米粒子的分散液。
对于该混合液，以浴槽型超声波破碎装置进行10分钟的超声波处理。然后，移入8支离心管中，每支各30mL，以9800G进行离心分离10分钟。接下来，移除上清液，添加纯水20mL，以浴槽型超声波破碎装置使之分散10分钟。重复进行离心分离、移除上清液、添加20mL的纯水、以浴槽型超声波破碎装置使之分散10分钟的上述处理共3次。然后，通过将PDDA被覆磁性浆液分散于80mL的纯水，而得到被覆层为由PDDA所构成的被覆性磁性纳米粒子。
<捕捉性化合物>
将21.62g的氯化铁（III）·六水合物溶解于10mL的纯水中。将300mg的亚铁氰化钾溶解于5mL的纯水中。然后，将这些予以混合时，就可得到绀色的亚铁氰化铁微粒子。以9800G离心分离10分钟，移除上清液，添加50mL的纯水，以浴槽型超声波破碎装置使之分散10分钟。进行离心分离、移除上清液、分散的上述处理共3次。将经由这些工序所得的作为捕捉性化合物的亚铁氰化铁（普鲁士蓝）分散于20mL的纯水。
<除污用磁性复合粒子>
以1：3的比例混合上述被覆性磁性纳米粒子的分散液、和上述捕捉性化合物的分散液。然后，于室温下放置15分钟，以0.5特斯拉的钕磁石吸附除污用磁性复合粒子，并除去上清液。经由这些的工序而得到具有氧化铁纳米粒子/PDDA被覆层/亚铁氰化铁的多层结构的除污用磁性复合粒子A。另外，上述被覆性磁性纳米粒子的分散液、和上述捕捉性化合物的分散液的混合比例，在本实施例为1：3以外，也以1：1、1：2、7：18、1：4、1：5、1：6实施并确认上述任意实例均得到除污用磁性复合粒子。尤其，可确认在1：3～1：4的范围可得到优异的粒子。
继续于室温下，对所得到的除污用磁性复合粒子进行真空处理直到15mmHg左右，通过蒸发水分予以干燥而得到干燥的除污用磁性复合粒子A。
图9A～图9H中所显示的是：亚铁氰化铁被覆四氧化三铁的除污用磁性复合粒子A的磁吸附的随时间经过变化的情形。图9A为将除污用磁性复合粒子A投入水中之后立刻拍得的照片。图9B～图9H为依照顺序以间隔5秒摄影磁吸附的情形。从该图可理解到：于35秒的时间，除污用磁性复合粒子A会被作为磁力聚集装置的磁石效率良好地聚集。
（实施例2）
<磁性纳米粒子>
将0.02摩尔的氯化亚铁（II）（和光纯药公司制）、0.04摩尔的氯化铁（III）（和光公司制）溶解于25mL的纯水中。接下来，在氩气下添加25mL的氨水（25%）而得到黑色的氧化铁纳米粒子的磁性浆液。对于所得到的磁性浆液，以3000G进行离心分离10分钟，并35mL的纯水进行10次洗净以除去氯化铵的副产物。
<被覆性磁性纳米粒子>
接下来，使磁性浆液再分散于纯水中，由此得到含有1g的磁性纳米粒子（氧化铁纳米粒子）的25mL的溶液。然后，使用0.01M的氢氧化钠水溶液调整成pH9.0。将所得到的溶液称为“磁性纳米粒子的分散液”。另外，将0.25g的PDDA（辛格玛艾瑞契公司制）添加于纯水中而得到25mL的溶液。然后，使用0.01M的氢氧化钠水溶液调整成pH9.0。将所得的溶液称为“被覆层形成化合物的分散液”。
将前述磁性纳米粒子的分散液和被覆层形成化合物的分散液予以混合2小时。将混合液移入2支离心管中，每支各25mL，以9800G进行离心分离20分钟。接下来，通过35mL的纯水洗净3次。然后，得到作为PDDA被覆磁性浆液的被覆性磁性纳米粒子。将1g的该被覆性磁性纳米粒子分散于10mL的纯水中。
<捕捉性化合物>
将0.04摩尔的氯化铁（III）（和光公司制）、和纯水调制成25mL的溶液。另一方面，将0.01摩尔的亚铁氰化钾溶解于25mL的纯水中。然后，将这些予以混合而调制成绀色的作为亚铁氰化铁微粒子的捕捉性化合物。以5000G来离心分离它15分钟，并以35mL的纯水洗净5次，由此除去过剩的氯化铁（III）。经由这些的工序所得到的3g的捕捉性化合物分散于10mL的纯水。然后，使用0.01M的氢氧化钠调整成pH6.0。将所得到的溶液称为“捕捉性化合物的分散液”。
＜除污用磁性复合粒子＞
将上述被覆性磁性纳米粒子的分散液、和捕捉性化合物的分散液以1：4的比例予以混合。然后，放置于室温，使用1.4特斯拉的钕磁石除去过剩的亚铁氰化铁。经过8次的精制工序而得到具有氧化铁纳米粒子/PDDA被覆层/亚铁氰化铁的多层结构的除污用磁性复合粒子B。另外，上述被覆性磁性纳米粒子的分散液、和上述捕捉性化合物的分散液的混合比例，除了本实施例的1：4以外，也实施1：1、1：2、1：3、7：18、1：5、1：6，可以确认上述任意实例皆可得到除污用磁性复合粒子。尤其，确认在1：3～1：4的范围可以得到优异的粒子。
调制人工海水。具体而言，将氯化钠（26.5g）、氯化镁（3.26g）、硫酸镁（2.07g）、硫酸钙（1.36g）及氯化钾（0.714g）溶解于966mL的纯水所调制而成。然后，将3mL的人工海水装入小瓶中，更进一步地添加5mg的上述的除污用磁性复合粒子。将它搅拌15分钟之后，使用钕磁石（0.64特斯拉，二六制作所制）安装在小瓶外壁。约80秒之后，确认经分散的除污用磁性复合粒子几乎全部量皆吸附于磁石安装部的小瓶内壁。
<阳性对照群的调制>
准备含有150ppm的氯化铯的pH4.5、7.0、9.5的3种类人工海水（3mL）。对于这些试样，添加5mg的作为公知的铯除去剂的普鲁士蓝，搅拌15分钟之后，以15000G（重力加速度）进行离心分离（日立公司制）3分钟。使用ICP-MS（岛津制作所制），测定各试样的上清液的氯化铯浓度。以所得到的结果设为阳性对照群。
<铯的捕捉回收>
首先，在含有150ppm的氯化铯71的3mL的人工海水70中，添加5mg的除污用磁性复合粒子B（参照图10A），并搅拌15分钟以制备试样72（参照图10B）。接下来，制备捕捉回收装置50。捕捉回收装置50具有注入器51、磁过滤器52、钕磁石53。磁过滤器52是使用颗粒状SUS430所烧结而成的磁性过滤器（技研巴兹公司制）。注入器51是使用2.5mL的一次性注入器（铁鲁蒙公司制（テルモ社））。注入器51，取下活塞部而将磁过滤器52安装于前端内部。在磁性过滤器52的安装部的注入器外壁部上，水平对向地配置有2个作为钕磁石53的钕磁石（0.56特斯拉、二六制作所制、神戸），以使之相互地磁吸附。
接下来，从注入器51的入口部注入试样72（参照图10C）。所注入的试样72是从磁性过滤器52，于1分钟以内（通过重力）完全地自然排出而被采集于试验管54中（参照图10D）。排出试样73的色调为无色透明（排出后），可确认已除去除污用磁性复合粒子61。将使用ICP-MS（岛津制作所制）测定排出试样73的氯化铯浓度所得到的结果表示于图11。图11中的A是表示含有150ppm的氯化铯71的人工海水70的结果，而同一图中的B是表示仅投入与除污用磁性复合粒子B所担持的相同量的普鲁士蓝，然后进行离心分离的阳性对照群的结果。另外，图11中的C是显示投入被覆性磁性纳米粒子，然后再通过磁力回收的图；而同一图中的D是显示投入除污用磁性复合粒子B，然后通过磁力回收的图。在各试样中，调制pH4.5、7.0、9.5的3种类的各个人工海水70的试样，并测定氯化铯71的去除率。其结果为：得到试样D的各pH的氯化铯71的去除率为阳性对照群的试样B的84.7～86.7%的结果。另外，在任何的试样中，确认于各pH下的氯化铯除去率为相同程度。
（比较例1）
从磁性过滤器52取下水平对向地配置的钕磁石53，以准备经解除磁的捕捉回收装置50。然后，于含有150ppm的氯化铯的3mL的人工海水中，添加5mg的除污用磁性复合粒子B并进行搅拌15分钟得到试样。将该试样，注入于经取下钕磁石53的注入器51中。注入试样通过磁性过滤器52而于1分钟以内完全地被自然排出。经确认：排出试样的色调是与排出前相同的本来的暗青色。
（实施例3）
并用除污用磁性复合粒子B和磁，试着去除来自人工海水150mL的铯。在300mL的玻璃制烧杯内，调制含有150ppm的氯化铯的150mL的人工海水。在这些的各个中，添加250mg的经由前述方法所调制的除污用磁性复合粒子B，并进行搅拌15分钟。然后，插入由钕磁石所构成的磁棒（1特斯拉：二六制作所制）后，使用波动混合器（WEB-30；亚兹王公司（アズワン社）制，大阪）进行搅拌（最大振幅的40%、最大转数的40%的输出）。5分钟后，使用ICP-MS（岛津制作所制）测定氯化铯浓度。其结果为如图12所示，在pH4.5、7.0、9.5的3种类的人工海水中，其处理后的浓度为能够被降低到处理前（150ppm）的氯化铯浓度的35～35.6%。
（实施例4）
并用除污用磁性复合粒子B和磁，试着去除来自牛血清及牛乳的铯。在50mL的锥形管内，分别地调制含有150ppm的氯化铯的45mL容量的牛血清、牛乳。在这些的各个中添加75mg的除污用磁性复合粒子，进行搅拌15分钟。然后，将各锥形管安装于由钕磁石和轭所构成的磁回路（1.4特斯拉：日之出钢管）的内部。于5分钟之后，使用ICP-MS（岛津制作所制），测定氯化铯浓度。其结果为如图13所示，确认氯化铯浓度降低至处理前（150ppm）的对照组的32.5～30.5%。
（实施例5）
<捕捉性化合物>
以乳钵充分捣碎1克的伊利石颗粒。将0.5克的所得到的伊利石粉末添加于装有50mL的纯水的50mL聚丙烯制锥形管中，并充分地搅拌。静置5分钟之后，采集5mL的上清液。测定粒径、电动电位（zeta potential）时，确认为约120nm、-20～-30mV（pH4～10）。
以9000G离心分离2mL的所采集的伊利石粉末分散液，留下沉淀的伊利石粉末，舍去上清液，通过离心干燥机（离心机+真空装置）干燥伊利石粉末。将0.1克的所得到的伊利石粉末分散于5mL的纯水中，加入少量的0.1M盐酸调整成pH6。
<除污用磁性复合粒子>
将以经由和实施例1同样的工序所合成的PDDA作为被覆层的被覆性磁性纳米粒子0.2克，分散于5mL的纯水中，加入少量的0.1M盐酸调整成pH6。将5mL的所得到的伊利石分散液移入50mL的聚丙烯制锥形管中，放入总线型（bus type）声波振动器（sonicator）（亚兹王公司制），一边保持分散，一边以3分钟少量逐滴滴下5mL的所准备的被覆性磁性纳米粒子的分散液，一边适当地搅拌，一边与作为伊利石分散液的捕捉性化合物的分散液充分地混合。更进一步地，在声波振动器中边适当地搅拌边反应15分钟之后，进行3000G/5分钟的离心分离，留下沉淀物但舍去上清液。于所得到的沉淀物加入1mL的纯水，通过以涡流处理进行搅拌，以使分散于声波振动器中，而得到具有氧化铁纳米粒子/PDDA被覆层/伊利石的多层结构的除污用磁性复合粒子C的分散液。
测定所得到的除污用磁性复合粒子C的分散液（pH4～10）的电动电位时显示出约-20mV，确认单独显示阳性电荷的PDDA被覆性磁性纳米粒子为显示阴性电荷的伊利石所被覆。由实施例5可确认：在pH4～10的广泛区域中能够形成稳定的除污用磁性复合粒子C。
（实施例6）
<被覆性磁性纳米粒子>
在氩气环境下，将0.1克的α铁粉末（Furuuchi化学公司制）装入15mL容积的聚丙烯管中。更进一步地，将10mL的含有10%氨水和2%的PDDA的水溶液加入管内并充分地搅拌。然后，在浴槽型超声波破碎机内，一边时常地搅动管一边处理5分钟。接下来，将300μL装入管中，以12000G进行离心分离1分钟。然后，除去上清液，添加2mL的纯水，通过涡流超声波处理使之充分地分散。继续以12000G进行离心分离1分钟。除去上清液之后，添加110μL的纯水，通过涡流超声波处理使之充分地分散，而得到以PDDA为被覆层、磁性纳米粒子使用α铁的被覆性磁性纳米粒子的分散液。
<除污用磁性复合粒子>
接下来，在240μL的含2mg的由实施例1中所得到的捕捉性化合物（普鲁士蓝）的分散液（pH2.5）中，添加被覆性磁性纳米粒子（PDDA被覆α铁）的分散液，每次20μL计添加5次（总计100μL的被覆性磁性纳米粒子的分散液）。另外，每次进行超声波处理5秒、以涡流进行搅拌5秒。通过这些的操作而得到在磁性纳米粒子具有普鲁士蓝/被覆层/α铁的除污用磁性复合粒子D的分散液。
接下来，在3.5mL容积的玻璃小瓶60中准备含有10ppm的氯化铯的pH7的前述人工海水（2mL）。然后，添加含有1.2mg的除污用磁性复合粒子D的分散液，进行缓慢搅拌5分钟。接下来，将玻璃小瓶60设置于磁照射装置的台65上。在图14A中所显示的是：将玻璃小瓶设置在磁照射装置的侧面图，而在图14B显示它的俯视图。具体而言，按照使磁62接近玻璃小瓶60的侧方两侧边的方式设置，而磁62之外侧上配置“コ”字型的轭63。按照使得0.4特斯拉的方型磁的S极/N极相对向的方式设置来作为磁62。
除污用磁性复合粒子D，在设置磁石起8秒后通过目视观察溶液的透明性，由此确认磁石部完全吸附。在设置磁石起15秒后，回收500μL的中央透明的部分的液体。然后，使用ICP-MS（岛津制作所制）来测定氯化铯浓度。由其结果可知道：氯化铯浓度为小于侦测极限界以下的1ppb。
（实施例7）
<捕捉性化合物>
除了将上述实施例5的伊利石变更为沸石来作为捕捉性化合物以外，皆进行同样的实验。具体而言，以乳钵将1克的沸石颗粒捣碎。将0.5克的所得到的沸石粉末加入装有50mL的纯水的50mL的聚丙烯制锥形管中，并充分地搅拌。静置5分钟之后，采集5mL的上清液。测定粒径、电动电位时，其为约200nm、-35～-50mV（pH4～10）。
以9000G离心分离2mL的所采集到的沸石粉末分散液（捕捉性化合物的分散液），留下沉淀的沸石粉末但舍去上清液，通过离心干燥机（离心机+真空装置）使沸石粉末干燥。将0.1克的所得到的沸石粉末分散于5mL的纯水，添加少量的0.1M盐酸调整成pH7。另一方面，将0.2克的以PDDA作为被覆层的被覆性磁性纳米粒子（被覆性磁性纳米粒子）分散于5mL的纯水中，添加少量的0.1M盐酸调整成pH7。
将5mL的所得到的捕捉性化合物（沸石）的分散液移入50mL的聚丙烯制锥形管中，放入总线型声波振动器（亚兹王公司制）中，一边保持分散，一边3分钟少量逐滴滴下5mL的以PDDA作为被覆层的被覆性磁性纳米粒子的分散液，一边适当地搅拌，一边与捕捉性化合物的分散液充分地混合。更进一步地，于声波振动器中，一边适当地搅拌一边使之反应15分钟之后，进行3000G/5分钟的离心分离，留下沉淀物但舍去上清液。于所得到的沉淀物中加入1mL的纯水，以涡流处理进行搅拌，于声波振动器中使之分散，由此得到除污用磁性复合粒子E的分散液。
测定所得到的除污用磁性复合粒子E的分散液（pH4～10）的电动电位时，显示约-30～-40mV，可确认单独显示阳性电荷的PDDA被覆性磁性纳米粒子为显示阴性电荷的沸石所被覆。从实施例7可确认：在pH4～10的广泛区域中形成稳定的除污用磁性复合粒子E。
（实施例8）
接下来，针对对于实施例7的捕捉性化合物（沸石）的分散液，进行水热处理·纯水洗净后再使用的实施例，进行说明。以乳钵将1克的沸石颗粒充分地捣碎，将0.5克的沸石粉末加到纯水中，采取上清液5mL的顺序是与上述实施例7相同。接下来，将5mL的所采集到的上清液充分地混合，并加入容积为11mL的超临界实验用高压容器（耐压硝子工业股份有限公司制）中。
然后，以120Nm的扭矩密封高压容器的旋盖，进行400℃2小时的热水处理。冷却后，取出内容物，置入50mL的聚丙烯制管中，添加45mL的纯水，以7000G进行15分钟的离心分离。接下来，舍去上清液，添加50mL的纯水并充分地搅拌，以使经热水处理的沸石分散。再次以7000G进行15分钟的离心分离而得到沉淀物。重复进行此工序3次，以纯水洗净经热水处理的沸石。测定经过上述工序的水热处理沸石粉末分散水的粒径、电动电位时，其为150～300nm、-30～-55mV（pH4～10）。
然后，以9000G离心分离2mL的所采集到的水热处理沸石粉末分散液，通过和实施例7相同的方法而得到除污用磁性复合粒子F的分散液。
测定所得到的除污用磁性复合粒子F的分散液（pH4～10）的电动电位时，显示约-30～-40mV，可确认：单独显示阳性电荷的PDDA被覆性磁性纳米粒子为显示阴性电荷的水热处理沸石所被覆。从实施例8可确认：在pH4～10的广泛区域中形成稳定的除污用磁性复合粒子F。
（实施例9）
比较实施例7的沸石单体、实施例8的水热处理沸石单体的铯吸附能。经由ICP-MS确认到：每单位重量的实施例8的水热处理沸石是具有：约为实施例7的沸石的2倍的铯吸附能，以及每单位重量的实施例8的以水热处理沸石被覆的除污用磁性复合粒子是具有：约为实施例7的以沸石被覆的除污用磁性复合粒子的2倍的铯吸附能。
（实施例10）
［工序a1（被覆性磁性纳米粒子）］
准备容量为50mL的管，将1.4g的以实施例1的方法所得到的磁性纳米粒子（氧化铁纳米粒子）的磁性浆液，分散于1/9浓度的氨水（氨水4mL、蒸馏水32mL）。添加4ml的PDDA溶液（20%（重量%）水溶液）之后，充分地搅拌并以浴槽型超声波破碎装置使之分散。重复进行混合液的倒转/混合历2小时。然后，使用篮式离心机，以3000G进行10分钟的离心分离。接下来，移除上清液，添加20mL的纯水，于完全地分散之后，添加25mL的蒸馏水并予以混合。然后，以超离心机进行18,000G、15分钟的离心分离，除去上清液。接下来，加入20mL的蒸馏水，于完全地分散之后，添加25mL的蒸馏水并予以混合。然后，使用超离心机，以19,000G进行30分钟的离心分离，除去上清液。然后，添加蒸馏水使总量成为14mL，于完全地分散之后，进行氩气置换。
在表1中是显示：对于所合成的磁性纳米粒子、及被覆性磁性纳米粒子，以电动电位计测定其在pH4.0～pH10.0的各个溶液中的电动电位（mV）的结果。可确认：被覆性磁性纳米粒子在任何的pH中皆为正电荷。
表1
Figure BDA0000403425760000381
［工序b1（捕捉性化合物的分散液）］
在蒸馏水45mL中添加3mL的氯化铁水溶液（2.43摩尔/L）并予以混合。接下来，添加12mL的亚铁氰化钾·3水合物的水溶液（0.5摩尔/L），并进行混合而得到普鲁士蓝分散液。以19000G离心分离它30分钟，移除上清液，以真空泵吸引一晩，使之完全地干燥时，得到2.19g的作为捕捉性化合物的普鲁士蓝（亚铁氰化铁）。所得到的捕捉性化合物的分散液的pH为5.48；pH调整后的电动电位为如以下所示。
pH4.0：-24.77mV、pH5.0：-25.07mV、pH6.0：-27.93mV
［工序c1（除污用磁性复合粒子）］
一边搅拌40mL的以工序b1所得到捕捉性化合物（亚铁氰化铁）的分散液，一边在其中逐滴添加10mL的以工序a1所得到的被覆性磁性纳米粒子，以使之完全地混合。经由这些的工序，得到具有氧化铁纳米粒子/PDDA被覆层/亚铁氰化铁的多层结构的除污用磁性复合粒子G1。
（实施例11）
［工序c2］
在已装有40mL的以工序b1所得到的捕捉性化合物的分散液的容器中，插入超声波破碎机的探针。然后，逐滴添加10mL的以工序a1所得到的被覆性磁性纳米粒子，通过超声波照射使之完全地混合。经由这些的工序，得到具有氧化铁纳米粒子/PDDA被覆层/亚铁氰化铁的多层结构的除污用磁性复合粒子G2。
（实施例12）
［工序c3］
使用图15A～图15E所示的混合搅拌装置100来合成除污用磁性复合粒子G3。首先，在容器110内，通过搅拌装置105搅拌40mL的以工序b1所得到的捕捉性化合物的分散液，在其中添加2mL的以工序a1所得到的被覆性磁性纳米粒子，并予以搅拌/混合（参照图15A）。接下来，强制地将容器110的内容物移送到容器120中（参照图15B）。然后，通过活塞101将容器120的内容物强制地移送到静态混合器102（诺利塔可公司（ノリタケ社）制）（参照图15C）。
静态混合器102的内容物是透过管式泵103而被压送至微混合器130的入口B。由此，从微混合器130的出口C所排出的液体，就开始集存于容器110中（参照图15D）。接下来，通过管式泵104将容器110的内容物压送至微混合器130的入口A。由此，被押送至微混合器130的入口A及入口B的液体就被混合，而从出口C被排出。持续这些的操作时，容器110就会成满槽，而容器120就会变空（参照图15E）。重复此一连贯的操作5次（工序a1的被覆性磁性纳米粒子为使用2mL×5次）。经由这些的工序，得到具有氧化铁纳米粒子/PDDA被覆层/亚铁氰化铁的多层结构的除污用磁性复合粒子G3。所得到的除污用磁性复合粒子G3的分散液pH为5.57，而pH调整后的电动电位为如以下所示。
pH4.0：-24.91mV、pH5.0：-26.34mV、pH6.0：-28.85mV
（实施例13）
［工序c4］
使用图16A～图16D所示的第2变形例的反应混合装置200来合成除污用磁性复合粒子G4。首先，在第1注入器210中，预先吸入40mL的工序b1的捕捉性化合物的分散液，而第2注入器220则为空的状态。另外，在被覆性磁性纳米粒子的分散液注入用的第3注入器（未图示）中，预先吸入10mL的以工序a1所得到的被覆性磁性纳米粒子。
接下来，起动第2注入器220的活塞223，从第1注入器210吸引工序b1的捕捉性化合物的分散液的一半量（20mL）。然后，通过操作三向活塞使得第2注入器220和第3注入器之间开通，而通过以负压将2mL的被覆性磁性纳米粒子的分散液，从第3注入器吸引而移送到第2注入器220（工序A）。
继续操作三向活塞202，使用第1注入器控制机构212，快速地以最大极限起动第1注入器210的活塞213，由此使得22mL的第2注入器220的混合液（2mL的工序a1的被覆性磁性纳米粒子+工序b1的捕捉性化合物的分散液的一半量（20mL）），通过微流路（ibidi公司制，微管6流路（Micro Slide6flow-through））201的狭窄空间，而全量地移动到第1注入器210中（参照图16A）。然后，如以第2变形例所说明的，使得混合液的全部量在第1注入器210和第2注入器220之间、及配置这些之间的微流路201移动。继续，将残留的被覆性磁性纳米粒子的分散液、捕捉性化合物的分散液，分别地从第3注入器、第4注入器注入并进行混合。经由这些的工序，得到除污用磁性复合粒子G4。
（实施例14）
［工序c5］
除了使用具有狭小开口面积的混合针来代替微流路201以外，和实施例13同样地操作而得到除污用磁性复合粒子G5。
（实施例15）
［工序c6］
除了使用细小硬质管来代替微流路201以外，和实施例13同样地操作而得到除污用磁性复合粒子G6。
（实施例46）
除了使用以下的工序来代替工序b1以外，和实施例10同样地操作而得到除污用磁性复合粒子M1。
［工序b7］
在39mL的蒸馏水中添加6mL的硫酸铜·5水合物的水溶液（0.49摩尔/L）并予以混合。接下来，添加3mL的氯化铁·6水合物的水溶液（2.43摩尔/L）并予以混合。然后，添加12mL的亚铁氰化钾·3水合物的水溶液（0.5摩尔/L）并予以混合而得到亚铁氰化铜/普鲁士蓝分散液。以19,000G离心分离它30分钟，移除上清液，以真空泵吸引一晩，使之完全地干燥时，得到2.49g的捕捉性化合物的亚铁氰化铜/普鲁士蓝。所得到的捕捉性化合物的分散液的pH为4.60，而pH调整后的电动电位为如以下所示。
pH4.0：-6.64mV、pH5.0：-14.64mV、pH6.0：-22.13mV
在2.5mL的纯水中添加50μL的实施例46的除污用磁性复合粒子M1的分散液，充分地搅拌并装入在实施例6所使用的磁照射装置（参照图14A、图14B）中。由其结果可确认：α铁·PDDA被覆·亚铁氰化铜（来自硫酸铜）/普鲁士蓝被覆的除污用磁性复合粒子M1于15秒而明显地磁分离。具体而言，可确认：呈现黑色的试样设置于磁照射装置后，透视度立刻慢慢地上升，于15秒后在磁石附近以外变成透明状态。
（实施例47～51）
除了将工序b1变更为工序b7以外，通过以和实施例11同样的方法而得到实施例47的除污用磁性复合粒子M2。同样地，除了将工序b1变更为工序b7以外，通过以实施例12～15同样的方法，而得到实施例48的除污用复合粒子M3、实施例49的除污用复合粒子M4、实施例50的除污用复合粒子M5、实施例51的除污用复合粒子M6。
（实施例52）
除了使用以下的工序来代替工序b1以外，和实施例10同样地操作而得到除污用磁性复合粒子N1。
［工序b8］
在39mL的蒸馏水中，添加6mL的氯化第二铜·2水合物的水溶液（0.49摩尔/L）并予以混合。接下来，添加3mL的氯化铁·6水合物的水溶液（2.43摩尔/L）并予以混合。然后，添加12mL的亚铁氰化钾·3水合物的水溶液（0.5摩尔/L）并予以混合，而得到亚铁氰化铜/普鲁士蓝分散液。以19000G离心分离它30分钟，移除上清液，以真空泵吸引一晩，使之完全地干燥时，得到2.33g的作为捕捉性化合物的亚铁氰化铜/普鲁士蓝。所得到的捕捉性化合物的分散液的pH为4.48，pH调整后的电动电位是如以下所示。
pH4.0：-4.05mV、pH5.0：-13.34mV、pH：6.0-19.59mV
（实施例53～57）
除了将工序b1变更为工序b8以外，皆通过以和实施例11相同的方法而得到实施例53的除污用磁性复合粒子N2。同样地，除了将工序b1变更为工序b8以外，皆通过以和实施例12～15相同的方法而得到实施例54的除污用复合粒子N3、实施例55的除污用复合粒子N4、实施例56的除污用复合粒子N5、实施例57的除污用复合粒子N6。
（实施例58）
除了使用以下的工序来代替工序b1以外，和实施例10同样地操作而得到除污用磁性复合粒子P1。
［工序b9］
在39mL的蒸馏水中，添加6mL的硫酸镍·6水合物的水溶液（0.49摩尔/L）并予以混合。接下来，添加3mL的氯化铁·6水合物的水溶液（2.43摩尔/L）并予以混合。然后，添加12mL的亚铁氰化钾·3水合物的水溶液（0.5摩尔/L）并予以混合而得到亚铁氰化镍/普鲁士蓝分散液。以19000G离心分离它30分钟，移除上清液，以真空泵吸引一晩，使之完全地干燥时得到2.59g的作为捕捉性化合物的亚铁氰化镍/普鲁士蓝。所得到的捕捉性化合物的分散液的pH为4.70，而pH调整后的电动电位是如以下所述。
pH4.0：-2.37mV、pH5.0：-10.64mV、pH6.0：-15.06mV
（实施例59～63）
除了将工序b1变更为工序b9以外，皆通过以和实施例11相同的方法而得到实施例59的除污用磁性复合粒子P2。同样地，将工序b1变更为工序b9以外，皆通过以和实施例12～15相同的方法而得到实施例60的除污用复合粒子P3、实施例61的除污用复合粒子P4、实施例62的除污用复合粒子P5、实施例63的除污用复合粒子P6。
（实施例64）
除了使用以下的工序来代替工序b1以外，和实施例10同样地操作，而得到除污用磁性复合粒子Q1。
［工序b10］
在39mL的蒸馏水中，添加6mL的硫酸钴·7水合物的水溶液（0.49摩尔/L）并予以混合。接下来，添加氯化铁·6水合物的水溶液（2.43摩尔/L）3mL并予以混合。然后，添加12mL的亚铁氰化钾·3水合物的水溶液（0.5摩尔/L）并予以混合，而得到亚铁氰化钴/普鲁士蓝分散液。以19000G离心分离它30分钟，移除上清液，以真空泵吸引一晩，使之完全地干燥时，得到2.49g的作为捕捉性化合物的亚铁氰化钴/普鲁士蓝。所得到的捕捉性化合物的分散液的pH为4.73，而pH调整后的电动电位为如以下所示。
pH4.0：-8.83mV、pH5.0：-15.24mV、pH6.0：-17.30mV
（实施例65～69）
除了将工序b1变更为工序b10以外，皆通过以和实施例11相同的方法，而得到实施例65的除污用磁性复合粒子Q2。同样地，除了将工序b1变更为工序b10以外，皆通过以和实施例12～15相同的方法，而得到实施例66的除污用复合粒子Q3、实施例67的除污用复合粒子Q4、实施例68的除污用复合粒子Q5、实施例69的除污用复合粒子Q6。
（实施例70）
除了使用以下的工序来代替工序b1以外，和实施例10同样操作而得到除污用磁性复合粒子R1。
［工序b11］
在蒸馏水39mL中，添加6mL的硫酸锌·7水合物的水溶液（0.49摩尔/L）并予以混合。接下来，添加3mL的氯化铁·6水合物的水溶液（2.43摩尔/L）并予以混合。然后，添加12mL的亚铁氰化钾·3水合物的水溶液（0.5摩尔/L）并予以混合，而得到亚铁氰化锌/普鲁士蓝分散液。以19000G离心分离它30分钟，移除上清液，以真空泵吸引一晩，使之完全地干燥时，得到2.53g的作为捕捉性化合物的亚铁氰化锌/普鲁士蓝。所得到的捕捉性化合物的分散液的pH为4.81，而pH调整后的电动电位为如以下所示。
pH4.0：-5.68mV、pH5.0：-12.05mV、pH6.0：-21.12mV
（实施例71～75）
除了将工序b1变更为工序b11以外，通过以和实施例11相同的方法而得到实施例71的除污用磁性复合粒子R2。同样地，将工序b1变更为工序b11以外，通过以和实施例12～15相同的方法而得到实施例72的除污用复合粒子R3、实施例73的除污用复合粒子R4、实施例74的除污用复合粒子R5、实施例75的除污用复合粒子R6。
（实施例76）
除了使用以下的工序来代替工序b1以外，和实施例10同样地操作而得到除污用磁性复合粒子S1。
［工序b12］
在39mL的蒸馏水中，添加6mL的硫酸亚铁（2价）·7水合物的水溶液（0.49摩尔/L）并予以混合。接下来，添加3mL的氯化铁·6水合物的水溶液（2.43摩尔/L）并予以混合。然后，添加12mL的亚铁氰化钾·3水合物的水溶液（0.5摩尔/L）并予以混合而得到普鲁士蓝分散液。以19000G离心分离它30分钟，移除上清液，以真空泵吸引一晩，使之完全地干燥时，得到2.44g的作为捕捉性化合物的普鲁士蓝。所得到的捕捉性化合物的分散液的pH为4.91，而pH调整后的电动电位为如以下所示。
pH4.0：-9.48mV、pH5.0：-16.94mV、pH6.0：-22.68mV
（实施例77～81）
除了将工序b1变更为工序b12以外，通过以和实施例11相同的方法而得到实施例77的除污用磁性复合粒子S2。同样地，除了将工序b1变更为工序b12以外，通过以和实施例12～15相同的方法而得到实施例78的除污用复合粒子S3、实施例79的除污用复合粒子S4、实施例80的除污用复合粒子S5、实施例81的除污用复合粒子S6。
（实施例82～153）
除了使用以下的工序来代替工序a1以外，和实施例10～15、46～81同样地操作而得到除污用磁性复合粒子。实施例82～87、118～153的除污用磁性复合粒子为依序与实施例10～15、46～81的工序相对应的粒子。
实施例82～实施例87：除污用磁性复合粒子T1～除污用磁性复合粒子T6
实施例118～实施例123：除污用磁性复合粒子Z1～除污用磁性复合粒子Z6
实施例124～实施例129：除污用磁性复合粒子AA1～除污用磁性复合粒子AA6
实施例130～实施例135：除污用磁性复合粒子AB1～除污用磁性复合粒子AB6
实施例136～实施例141：除污用磁性复合粒子AC1～除污用磁性复合粒子AC6
实施例142～实施例147：除污用磁性复合粒子AD1～除污用磁性复合粒子AD6
实施例148～实施例153：除污用磁性复合粒子AE1～除污用磁性复合粒子AE6
［工序a2］
准备50mL容量的管，将1.4克的具有氧化被膜的α铁粉分散于1/9浓度氨水（氨水4mL+蒸馏水32mL）。在添加4ml的PDDA溶液（20%（重量%）水溶液）之后，充分地搅拌并以浴槽型超声波破碎装置使之分散。重复地进行混合液的倒转/混合2小时。然后，使用篮式离心机，以3000G进行离心分离10分钟。接下来，移除上清液，添加20mL的纯水，以浴槽型超声波破碎装置使之分散10分钟。离心分离后，移除上清液，添加20mL的纯水，在完全分散之后，添加25mL的蒸馏水并予以混合。接下来，使用超离心机，以19,000G进行离心分离30分钟，移除上清液。然后，添加蒸馏水使总量成为14mL，在完全分散之后进行氩气置换。
表2是显示针对所合成的磁性纳米粒子、及被覆性磁性纳米粒子，以电动电位计测定pH4.0～pH10.0的各溶液的电动电位（mV）所得的结果。可确认：被覆性磁性纳米粒子在任何的pH皆为正电荷。
表2
Figure BDA0000403425760000461
将通过工序c3所得到的除污用磁性复合粒子分散液的各pH、和pH调整后的电动电位表示于表3中。
表3
Figure BDA0000403425760000471
（实施例154）
进行工序a1而得到被覆性磁性纳米粒子。
［工序b13（甲壳素纳米纤维分散液）］
在4g的甲壳素纳米纤维（10%浓度、斯奇玛新公司（スギノマシン社）制）中添加蒸馏水使总量成为40mL并使之充分地分散。
［工序c7（除污用磁性复合粒子的合成）］
除了将各段阶中的被覆性磁性纳米粒子的量设为10分之1（计1mL）以外，和工序c1同样地操作而得到除污用磁性复合粒子AF1。
（实施例155）
除了使用工序c8来代替工序c7以外，以和实施例154相同的方法而得到除污用磁性复合粒子AF2。
［工序c8］
除了将（各段阶中）所添加的被覆性磁性纳米粒子量的量设为工序c2的10分之1（计1mL）以外，和工序c2相同地操作。
（实施例156）
除了使用工序c9来代替工序c7以外，以和实施例154相同的方法而得到除污用磁性复合粒子AF3。
［工序c9］
除了将（各段阶中）所添加的被覆性磁性纳米粒子量的量设为工序c3的10分之1（计1mL）以外，和工序c3同样地操作。
（实施例157）
除了使用工序c10来代替工序c7以外，以实施例154的方法而得到除污用磁性复合粒子AF4。
［工序c10］
除了将（各段阶中）所添加的被覆性磁性纳米粒子量的量设为工序c4的10分之1（计1mL）以外，和工序c4同样地操作。
（实施例158）
除了使用工序c11来代替工序c7以外，和实施例154同样地操作而得到除污用磁性复合粒子AF5。
［工序c11］
除了将（各段阶中）所添加的被覆性磁性纳米粒子量的量设为工序c5的10分之1（计1mL）以外，和工序c5同样地操作。
（实施例159）
除了使用工序c12来代替工序c7以外，和实施例154同样地操作而得到除污用磁性复合粒子AF6。
［工序c12］
除了将（各段阶中）所添加的被覆性磁性纳米粒子量的量设为工序c6的10分之1（计1mL）以外，和工序c6同样地操作。
（实施例160）
除了使用以下的工序来代替工序b13以外，和实施例154同样地操作而得到除污用磁性复合粒子AG1。
［工序b14］
在4g的壳聚糖纳米纤维（10%浓度、斯奇玛新公司制）中添加蒸馏水使总量成为40mL并充分地分散。
（实施例161～165）
除了使用工序b14来代替实施例155～159的各自的工序b13以外，和相对应的实施例155～159同样地操作而得到除污用磁性复合粒子AG2～AG6。
（实施例166）
除了使用以下的工序来代替工序b13以外，和实施例154同样地操作而得到除污用磁性复合粒子AH1。
［工序b15］
在4g的羟基磷灰石（纳米-SHAp（nano-SHAp）（粒径40nm）、索夫设拉公司（ソフセラ社）制）中添加蒸馏水，使总量成为40mL并充分地分散。
（实施例167～171）
除了使用工序b15来代替实施例155～159的各自的工序b13以外，以对应于实施例155～159的同样地操作而得到除污用磁性复合粒子AH2～AH6。
（实施例172～189）
除了使用工序a2来代替工序a1以外，和实施例154～171同样地操而得到除污用磁性复合粒子。实施例172～189的除污用磁性复合粒子为依序对应于实施例154～171的工序而成的粒子。
实施例172～实施例177：除污用磁性复合粒子AI1～除污用磁性复合粒子AI6
实施例178～实施例183：除污用磁性复合粒子AJ1～除污用磁性复合粒子AJ6
实施例184～实施例189：除污用磁性复合粒子AK1～除污用磁性复合粒子AK6
（实施例190～195）
除了使用工序a3来代替工序a1以外，和实施例166～171同样地操作而得到除污用磁性复合粒子。实施例190～195的除污用磁性复合粒子为依序对应于实施例166～171的工序而成的粒子。
实施例190～实施例195：除污用磁性复合粒子AL1～除污用磁性复合粒子AL6
［工序a3（被覆性磁性纳米粒子的合成）］
准备50mL容量的管，将1.4克的氧化铁磁性粉分散于20mL的蒸馏水中。接下来，添加蒸馏水使总量成为43.5mL。以浴槽型超声波破碎装置进行分散10分钟。添加1.5mL的PSS（聚4-苯乙烯磺酸钠：原液（贩卖的形态）为30%水溶液（重量%）、典型的MW为200,000）的原液。将此混合液反复地倒转予以混合2小时。然后，使用篮式离心机，以3000G离心分离10分钟。在离心分离之后，移除上清液，添加20mL的蒸馏水，于完全分散之后，添加25mL的蒸馏水并予以混合。接下来，使用超离心机，以18,000G离心分离15分钟，移除上清液。然后，添加蒸馏水使总量成为14mL，于完全分散之后，进行氩气置换。
（实施例196～201）
除了使用工序a4来代替工序a1以外，和实施例166～171同样地操作而得到除污用磁性复合粒子。实施例196～201的除污用磁性复合粒子为依序对应于实施例166～171的工序而成的粒子。
实施例196～201：除污用磁性复合粒子AM1～除污用磁性复合粒子AM6
［工序a4］
准备50mL容量的管，将1.4克的具有氧化被膜的α铁粉分散于37.4mL的蒸馏水中。其他以外的工序为和工序a3相同。
（实施例202）
在放射性铯污染水900mL中，添加1.8mL的实施例48的除污用磁性复合粒子M3的分散液，并进行确认放射性铯污染水的放射性铯的除去率的实验。具体而言，在投入放射性铯污染水及除污用磁性复合粒子M3之前、及投入起5分钟后，通过使之通过如图17A所示的磁过滤器/注入器（参照非专利文献9），由此磁除去吸附有放射性铯的除污用磁性复合粒子。
将磁过滤器300的切断部剖面图显示于图17B中。磁过滤器/注入器300具有30mL的注入器301（铁鲁蒙公司制）、管302、磁回路（球状轭303、钕磁石304）、SUS434不锈钢绒305等。SUS434不锈钢绒305是被充填在磁回路303的内部，共有6g。对于通过安装在磁过滤器/注入器300的18规针贮留过滤水的容器，使用搭载有高精度NaI闪烁（scintillation）侦测器的最新型的γ线光谱计LB2045来测定放射线量。由其结果可确认：在投入除污用磁性复合粒子M3之前，放射性铯污染水中的铯134为109.3贝克勒（becquerel）/kg，相对地在以除污用磁性复合粒子M3处理后，则成为侦测极限（0贝克勒/kg）。
（实施例203～205）
使用实施例10的被覆性磁性纳米粒子、和以下的3种捕捉性化合物，通过实施例12的方法（但，所使用的捕捉性化合物的分散液不是40mL，而是变更为30mL）来制作除污用磁性复合粒子。
（实施例203所用的捕捉性化合物）
在蒸馏水16mL中，添加16mL的硫酸铜·5水合物的水溶液（0.49摩尔/L）并予以混合。然后，添加8mL的亚铁氰化钾·3水合物的水溶液（0.5摩尔/L）并予以混合而得到亚铁氰化铜分散液。
（实施例204所用的捕捉性化合物）
在蒸馏水20mL中，添加18mL的硫酸镍·6水合物的水溶液（0.49摩尔/L）并予以混合。然后，添加12mL的亚铁氰化钾·3水合物的水溶液（0.5摩尔/L）并予以混合而得到亚铁氰化镍分散液。
（实施例205所用的捕捉性化合物）
在蒸馏水16mL中，添加12mL的硫酸钴·7水合物的水溶液（0.49摩尔/L）的水溶液（0.49摩尔/L）并予以混合。然后，添加12mL的亚铁氰化钾·3水合物的水溶液（0.5摩尔/L）并予以混合而得到亚铁氰化镍分散液。
在氯化铯水溶液中添加氢氧化钙使成为pH12，并调制出铯的最终浓度为10ppm的碱性水溶液。接下来，将10μL的所得到的实施例203～205的除污用磁性复合粒子加入3mL的前述碱性水溶液中来确认铯除去性能。
由其结果可确认：实施例203～205的除污用磁性复合粒子，在上述pH12的碱性水溶液中的铯除去性能为95%以上，而且即使是在碱性高的环境下也可确认具有高的铯除去性能。
工业实用性
本发明的除污用磁性复合粒子，能够适合利用于去除混入到液体中的放射性物质类的放射性物质类除污系统、及放射性物质类的除污方法。另外，放射性同位素和稳定同位素，如前所述，由于物理化学性质及在环境中的行为上无差异，所以对于非放射性物质的除污也能够适合利用。本发明的除污用磁性复合粒子，如前所述，可以广范围地利用于分散在海水等的来自天然、血清等的来自生物体、饮料水等的来自食品领域、净水、中水、下水、污泥、各种洗净水等的领域的液体中的放射性物质类的除污。本发明的除污用磁性复合粒子，具有捕捉放射性物质类的能力，因此，不限定在液体中，也能够利用于气体/流体等中的放射性物质类的除污的全部范围。另外，不限定于除污的目的，也能够利用于医用领域的用途、浓缩再利用的用途等。
本申请主张在2011年4月28日申请的日本申请专利2011-101174号、在2011年10月14日申请的日本申请特愿2011-227470号、以及在2012年3月1日申请的日本申请专利2012-044995号为基础的优先权，其公开的内容均援引与此。
附图符号说明
1除污用磁性复合粒子；10磁性纳米粒子；12磁性笼状骨架；13中空结构；14空隙；15被覆层；18捕捉性化合物；20放射能污染水；21放射性铯（放射性物质类）；30磁力聚集装置；31磁石；32遮蔽装置；33箱体；40传感器；41磁性过滤器；42磁控制部；43净化管；44支撑部；45磁性金属网；46空隙部；47接合部；48超声波照射装置；50捕捉回收装置；51注入器；52磁过滤器；53钕磁石；54试验管；90簇团；91被覆性磁性纳米粒子。

Claims (25)

1.一种放射性物质类除污系统，其具备：
在液体中捕捉放射性物质类的除污用磁性复合粒子、和
聚集前述液体中的前述除污用磁性复合粒子的磁力聚集装置，
并且，
前述除污用磁性复合粒子是由以下的多层结构构成：
在芯部的磁性纳米粒子、
在表层的捕捉前述液体中的前述放射性物质类的捕捉性化合物、及
直接被覆前述磁性纳米粒子且在前述磁性纳米粒子和前述捕捉性化合物之间实质上形成的被覆层。
2.如权利要求1所述的放射性物质类除污系统，其中，前述被覆层是由任意选自脂质、界面活性剂、高分子、无机物中的物质形成。
3.如权利要求1或2所述的放射性物质类除污系统，其中，前述磁性纳米粒子形成簇团。
4.如权利要求1至3中任一项所述的放射性物质类除污系统，其中，前述被覆层和前述捕捉性化合物的键结形态，是通过任意选自构成分子内部结构的分子内键、共价键、配位键、金属-金属间键；和构成分子集团的化学键、离子键、金属键、氢键、疏水键、范德华键中的键进行键结。
5.如权利要求1至4中任一项所述的放射性物质类除污系统，其中，前述磁性纳米粒子是至少一部分含有任意选自Fe、Co、Ni、锰、镓以及这些的氧化物中的物质的磁性纳米粒子。
6.如权利要求1至5中任一项所述的放射性物质类除污系统，其中，前述磁力聚集装置，能够控制磁力的开-关，并且，具备：通过前述磁力聚集装置的磁力将在前述液体中的前述放射性物质类聚集，并在聚集后将前述放射性物质类从前述磁力聚集装置分离的构成。
7.如权利要求1至6中任一项所述的放射性物质类除污系统，其中，前述捕捉性化合物是任意选自金属亚铁氰化物、沸石、离子交换体、纳米多孔材料、羟基磷灰石中的物质。
8.如权利要求1至7中任一项所述的放射性物质类除污系统，其中，前述放射性物质类是至少任意选自放射性铯、放射性铯的稳定同位素、放射性锶、放射性锶的稳定同位素、放射性铊、放射性铊的稳定同位素中的物质。
9.如权利要求1至8中任一项所述的放射性物质类除污系统，其中，其将形成有前述磁性纳米粒子及前述被覆层的被覆性磁性纳米粒子、和前述捕捉性化合物分别地投入前述液体中，并在该液体中形成前述除污用磁性复合粒子。
10.如权利要求1至9中任一项所述的放射性物质类除污系统，其中，前述磁力聚集装置，能够控制磁力的开-关，并且，具备过滤含有前述放射性物质类的液体并捕获前述放射性物质类的磁性过滤器。
11.如权利要求1至10中任一项所述的放射性物质类除污系统，其中，前述磁性纳米粒子形成在内部具有中空的笼状骨架。
12.如权利要求1至11中任一项所述的放射性物质类除污系统，其中，前述捕捉性化合物是任意选自亚铁氰化铁、亚铁氰化镍、亚铁氰化钴、亚铁氰化铜、亚铁氰化锌、亚铁氰化铬、亚铁氰化锰中的化合物。
13.如权利要求1至12中任一项所述的放射性物质类除污系统，其中，前述液体是任意选自海水、河川、湖、池、贮水槽、雨水、地下水、溶雪水、含有污染土壤的土壤水、受污染的尘土的分散水、受污染的尘埃的分散水、污染瓦砾的洗净水、装置的洗净水、机械的洗净水、输送装置的洗净水、上水道的供给水、中水道的供给水、从下水道收集到的水、下水污泥、净水污泥、含放射性物质类的焚化灰的分散水、饮料水、母乳、血清、体液、以及来自动物或植物或微生物的水分或污染水或洗净水中的液体。
14.一种放射性物质类的除污方法，其是液体中的放射性物质类的除污方法，其特征在于，
（i）将除污用磁性复合粒子投入前述液体中，该除污用磁性复合粒子具有在芯部的磁性纳米粒子、在表层的捕捉前述液体中的前述放射性物质类的捕捉性化合物、及直接被覆前述磁性纳米粒子且在前述磁性纳米粒子和前述捕捉性化合物之间实质上形成的被覆层，或者（ii）将形成有前述磁性纳米粒子及前述被覆层的被覆性磁性纳米粒子、和前述捕捉性化合物分别地投入前述液体中，并在该液体中形成前述除污用磁性复合粒子；
通过前述除污用磁性复合粒子来补捉在前述液体中的前述放射性物质类；
然后，利用磁力聚集装置从前述液体中回收前述除污用磁性复合粒子。
15.如权利要求14所述的放射性物质类的除污方法，其中，前述磁力聚集装置，具备能够对于前述液体控制磁力的开-关的磁石，并且，具备通过前述磁力聚集装置聚集前述放射性物质类后从该磁力聚集装置分离前述放射性物质类的分离回收装置。
16.如权利要求15所述的放射性物质类的除污方法，其中，前述分离回收装置进一步地具有离心分离工序。
17.如权利要求14至16中任一项所述的放射性物质类的除污方法，其中，前述磁力聚集装置，具备磁性过滤器和对于前述磁性过滤器照射磁的磁照射装置，并且，前述磁力聚集装置将前述放射性物质类聚集于前述磁性过滤器。
18.如权利要求17所述的放射性物质类的除污方法，其中，其具有一边施加用于前述磁性过滤器吸附物剥离的物理能量，一边进行用以从前述磁性过滤器分离回收前述放射性物质类的步骤。
19.如权利要求18所述的放射性物质类的除污方法，其中，前述物理能量是至少任意选自加热装置、超声波施加装置、比超声波的频率还小的机械振动施加装置、冲击波施加装置、压力调整装置、活性光线照射装置中的物理能量。
20.一种除污用磁性复合粒子，其是适用于权利要求1至13中任一项所述的放射性物质类除污系统的能够捕捉放射性物质类的除污用磁性复合粒子，其特征在于，
前述除污用磁性复合粒子具有：
在芯部的磁性纳米粒子、
在表层的捕捉液体中的前述放射性物质类的捕捉性化合物、及
直接被覆前述磁性纳米粒子且在前述磁性纳米粒子和前述捕捉性化合物之间的实质上形成的被覆层。
21.一种除污用磁性复合粒子，其由以下的多层结构构成：
在芯部的磁性纳米粒子、
在表层的捕捉放射性物质类的捕捉性化合物、及
直接被覆前述磁性纳米粒子且在前述磁性纳米粒子和前述捕捉性化合物之间实质上形成的被覆层。
22.一种除污用磁性复合粒子的制造方法，其具备：
形成被覆性磁性纳米粒子的工序，该工序由磁性纳米粒子和用以形成被覆前述磁性纳米粒子的表层的至少一部分的被覆层的被覆层形成用化合物，形成被覆性磁性纳米粒子；以及
导入捕捉性化合物的工序，该工序导入捕捉性化合物以使相对于前述被覆性磁性纳米粒子在表层的至少一部分配置有捕捉性化合物。
23.如权利要求22所述的除污用磁性复合粒子的制造方法，其中，前述导入捕捉性化合物的工序是通过在分散液中混合搅拌前述被覆性磁性纳米粒子和前述捕捉性化合物而得到。
24.如权利要求22或23所述的除污用磁性复合粒子的制造方法，其中，前述导入捕捉性化合物的工序含有至少任意选自以下工序中的工序：
（i）一边混合搅拌前述捕捉性化合物、或前述被覆性磁性纳米粒子中的任何一者的分散液，一边在分散液中加入另一者并进行混合的工序，
（ii）经由正压或负压使含有前述捕捉性化合物和前述被覆性磁性纳米粒子的分散液在多个容器间移动，由此进行混合搅拌的工序。
25.如权利要求22至24中任一项所述的除污用磁性复合粒子的制造方法，其中，前述形成被覆性磁性纳米粒子的工序，含有：在分散液中混合搅拌前述磁性纳米粒子和用于形成前述被覆层的被覆层形成用化合物的工序。
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