JP2009098083A - ヨウ素吸蔵体 - Google Patents

ヨウ素吸蔵体 Download PDF

Info

Publication number
JP2009098083A
JP2009098083A JP2007272004A JP2007272004A JP2009098083A JP 2009098083 A JP2009098083 A JP 2009098083A JP 2007272004 A JP2007272004 A JP 2007272004A JP 2007272004 A JP2007272004 A JP 2007272004A JP 2009098083 A JP2009098083 A JP 2009098083A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
iodine
ions
faujasite
type
storage body
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.)
Granted
Application number
JP2007272004A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5004230B2 (ja
Inventor
Yasushi Suetsugu
寧 末次
Nobukazu Watanabe
述和 渡邊
Yujiro Watanabe
雄二郎 渡辺
Yusuke Moriyoshi
佑介 守吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute for Materials Science
Original Assignee
National Institute for Materials Science
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute for Materials Science filed Critical National Institute for Materials Science
Priority to JP2007272004A priority Critical patent/JP5004230B2/ja
Publication of JP2009098083A publication Critical patent/JP2009098083A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5004230B2 publication Critical patent/JP5004230B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

【課題】
本発明は、表面にヨウ化銀の析出がなく、かつ、アパタイトコーティングが確実に行えるようにすることを目的とする。
【解決手段】
本発明のヨウ素吸蔵体は、前記課題を解決するために、結晶内部にAgイオンを、辺縁部にカルシウムイオンを偏在させたことを特徴とする構成を採用した。
【選択図】図7

Description

本発明は、ゼオライトを主材としたヨウ素吸蔵体に関する。
放射性廃棄物のヨウ素129は、現在銀系吸着材で捕集・貯蔵されているが、最終的には地層処分が不可避である。半減期が極めて長く(約1570万年)、従来技術による十分な核種移行遅延効果が期待できないため、長期・安定に固定化するための新規材料が求められている。その候補として、ヨウ素を吸着したゼオライトと、物理・化学的に安定なアパタイトとの複合焼結体が有望である(文献1)。ここでゼオライトに予めCa2+イオンを導入し、リン酸イオンと反応させることによって表面にアパタイトコーティングを施す(文献2)と、アパタイトとの複合焼結性が安定化し、また高温条件下におけるヨウ素の封じ込め効果が向上する(文献3)。一方、ゼオライトにAgイオンを導入しておくとヨウ素の保持量が増加するが、結晶表面に拡散性の高いヨウ化銀が析出し、望ましくない。
特開2005−37165 特開2004−307288 無機マテリアル学会第109回学術講演会要旨集p26〜p27、2004年11月11日発行、渡辺雄二郎他
本発明はこのような実情に鑑み、表面にヨウ化銀の析出がなく、かつ、アパタイトコーティングが確実に行えるようにすることを目的とする。
本発明のヨウ素吸蔵体は、前記課題を解決するために、結晶内部にAgイオンを、辺縁部にカルシウムイオンを偏在させたことを特徴とする構成を採用した。
これにより、Agイオンがヨウ素の吸着・保持を効率化するが結晶内部に限られるため表面にヨウ化銀は析出せず、またCa2+イオンがアパタイトコーティングを可能にした。
実験例1〜4のフォージャサイトの代わりに他のイオン交換能を有するゼオライトを用いても同様な結果を得ることができる。
以下の実験例ではゼオライト原料として市販のNa型合成フォージャサイトを用いた。
<実験例1>
Na型合成フォージャサイト粉末1.0gを1Mの塩化カルシウム水溶液1l(リットル)に分散し、室温で1時間撹拌した。その後蒸留水で洗浄し、80℃で1時間乾燥し、エネルギー分散型電子線プローブX線分析装置(EDS)で分析した。これを5回繰返して完全にNaイオンがCa2+イオンに置換されていることを確認した。
得られたCa型フォージャサイト1.0gを300℃で4時間加熱脱水し、ガラス管中に0.3gの固体ヨウ素と共に充填して(両者はシリカウールで隔てる)、ヘリウムガスを常温で1ml/分で24時間フローさせてキャリアとし、ヨウ素を吸着させた。回収後、吸着ヨウ素は室温で速やかに脱離を開始した。
一方、Ca型フォージャサイト1.0gを2Mのリン酸アンモニウム水溶液(pH9.6)100mlに入れ、40または80℃で密閉容器中で8時間保持した。走査型電子顕微鏡(SEM)により、Ca2+イオンとPO 3−イオンが反応して、結晶表面が水酸アパタイトの微結晶で覆われていることが観察された(図1)。
<実験例2>
Na型合成フォージャサイト粉末1.0gを5mMの硝酸銀水溶液1lに分散し、室温で1時間撹拌した。その後蒸留水で洗浄し、80℃で1時間乾燥した。これを3回繰返して完全にNaイオンがAgイオンに置換したAg型フォージャサイトを得た。
得られたAg型フォージャサイト1.0gを300℃で4時間加熱脱水し、実験例1と同様にガラス管中に0.3gの固体ヨウ素と共に充填して、ヘリウムガスを常温で1ml/分で24時間フローさせてヨウ素を吸着させた。SEM観察とエネルギー分散型電子線プローブX線分光分析(EDS)の結果、フォージャサイト表面にヨウ化銀の粒子が析出していることがわかった(図2)。蛍光X線分光分析(XRF)の結果、ヨウ素の吸着量は29.8wt%であった。
<実験例3>
実験例1で得られたCa型フォージャサイト1.0gを5〜80mMの硝酸銀水溶液1lに分散し、室温で1時間撹拌した。その後蒸留水で洗浄し、80℃で1時間乾燥し、Ca2+イオンの一部をAgイオンに置換したフォージャサイトを得た。40mMの硝酸銀水溶液を用いた試料について、粒子の断面を波長分散型電子線プローブX線分光分析装置(WDS)で分析したところ、Ca2+イオンが粒子内部に偏って存在していることがわかった(図3)。これをCa/Ag型フォージャサイトとする。
得られたCa/Ag型フォージャサイト1.0gを300℃で4時間加熱脱水し、実験例1・2と同様にガラス管中に0.3gの固体ヨウ素と共に充填して、ヘリウムガスを常温で1ml/分で24時間フローさせてヨウ素を吸着させた。SEM観察とEDS分析の結果、実験例2のAg型フォージャサイトと同様に表面にヨウ化銀の粒子が析出していることがわかった(図4)。さらにヨウ素を吸着したCa/Ag型フォージャサイト1.0gを2Mのリン酸アンモニウム水溶液(pH9.6)100mlに入れ、80℃で密閉容器中で8時間保持した。実験例1のCa型フォージャサイトと異なり、結晶表面の一部のみに水酸アパタイトの微結晶が析出した(図5)。
<実験例4>
実験例2で得られたAg型フォージャサイト1.0gを30mMの硝酸銀水溶液1lに分散し、室温で3分間撹拌した。その後蒸留水で洗浄し、80℃で1時間乾燥し、Agイオンの一部をCa2+イオンに置換したフォージャサイトを得た。粒子の断面をWDSで分析したところ、Agイオンが中心部に、Ca2+イオンが辺縁部に偏って存在していることがわかった(図6)。これをAg/Ca型フォージャサイトとする。
得られたAg/Ca型フォージャサイト1.0gを300℃で4時間脱水処理し、実験例1〜3と同様にガラス管中に0.3gの固体ヨウ素と共に充填して、ヘリウムガスを常温で1ml/分で24時間フローさせてヨウ素を吸着させた。XRF分析の結果、ヨウ素の吸着量は23.1wt%であった。SEM観察とEDS分析の結果、表面にヨウ化銀の粒子の析出は認められなかった(図7)。ヨウ素を吸着したAg/Ca型フォージャサイト1.0gを1または2Mのリン酸アンモニウム水溶液(pH9.6または10)100mlに入れ、80または100℃にて密閉容器中で8時間保持した。いずれの条件においても表面が水酸アパタイトの微結晶で覆われた(図8)。
以上の結果から、Ca型のフォージャサイト(実験例1)、はアパタイトコーティングは可能であるがヨウ素の保持には好ましくなく、Ag型(実験例2)またはCa/Ag型のフォージャサイト(実験例3)はヨウ素を吸着させた際にヨウ化銀を析出するので好ましくないのに対し、Ag/Ca型のフォージャサイト(実験例4)はヨウ化銀を析出せず、かつアパタイトコーティングが可能であることが明らかになった。
80℃でアパタイトコーティングを施したCa型フォージャサイトのSEM像。 ヨウ素を吸着させたAg型フォージャサイトのSEM像。 WDSにより測定したCa/Ag型フォージャサイト断面のCa分布。赤→緑→青の順で高濃度。 ヨウ素を吸着させたCa/Ag型フォージャサイトのSEM像。 アパタイトコーティングを施したCa/Ag型フォージャサイトのSEM像。 WDSにより測定したAg/Ca型フォージャサイト断面のAg分布(左)およびCa分布(右)。赤→緑→青の順で高濃度。 ヨウ素を吸着させたAg/Ca型フォージャサイトのSEM像。 リン酸アンモニウム水溶液濃度1.0M、pH9.6、100℃の条件でアパタイトコーティングを施したAg/Ca型フォージャサイトのSEM像。

Claims (1)

  1. ゼオライトを主材としたヨウ素吸蔵体であって、結晶内部にAgイオンを、辺縁部にカルシウムイオンを偏在させたことを特徴とするヨウ素吸蔵体
JP2007272004A 2007-10-19 2007-10-19 ヨウ素吸蔵体 Expired - Fee Related JP5004230B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007272004A JP5004230B2 (ja) 2007-10-19 2007-10-19 ヨウ素吸蔵体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007272004A JP5004230B2 (ja) 2007-10-19 2007-10-19 ヨウ素吸蔵体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009098083A true JP2009098083A (ja) 2009-05-07
JP5004230B2 JP5004230B2 (ja) 2012-08-22

Family

ID=40701220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007272004A Expired - Fee Related JP5004230B2 (ja) 2007-10-19 2007-10-19 ヨウ素吸蔵体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5004230B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103831086A (zh) * 2012-11-19 2014-06-04 株式会社东芝 卤素吸附剂、水处理用罐及水处理系统
US9149786B2 (en) 2011-11-16 2015-10-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Iodine adsorbent and column for water treatment using iodine adsorbent
CN105198030A (zh) * 2014-06-13 2015-12-30 北京科技大学 一种利用大蒜废弃物脱除水中氯离子的方法
CN115178230A (zh) * 2022-05-20 2022-10-14 西南科技大学 一种全硅沸石限域铜纳米粒子吸附剂的制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10265416A (ja) * 1997-03-24 1998-10-06 Nippon Steel Chem Co Ltd ベンゾチオフェンとナフタレンの分離、回収方法
JP2001091694A (ja) * 1999-09-20 2001-04-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 放射性元素の固定化方法
JP2002528427A (ja) * 1998-10-27 2002-09-03 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン ジエンの選択的吸着方法
JP2005037165A (ja) * 2003-07-16 2005-02-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 放射性元素の固定化方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10265416A (ja) * 1997-03-24 1998-10-06 Nippon Steel Chem Co Ltd ベンゾチオフェンとナフタレンの分離、回収方法
JP2002528427A (ja) * 1998-10-27 2002-09-03 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン ジエンの選択的吸着方法
JP2001091694A (ja) * 1999-09-20 2001-04-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 放射性元素の固定化方法
JP2005037165A (ja) * 2003-07-16 2005-02-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 放射性元素の固定化方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9149786B2 (en) 2011-11-16 2015-10-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Iodine adsorbent and column for water treatment using iodine adsorbent
CN103831086A (zh) * 2012-11-19 2014-06-04 株式会社东芝 卤素吸附剂、水处理用罐及水处理系统
CN105198030A (zh) * 2014-06-13 2015-12-30 北京科技大学 一种利用大蒜废弃物脱除水中氯离子的方法
CN105198030B (zh) * 2014-06-13 2017-10-20 北京科技大学 一种利用大蒜废弃物脱除水中氯离子的方法
CN115178230A (zh) * 2022-05-20 2022-10-14 西南科技大学 一种全硅沸石限域铜纳米粒子吸附剂的制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
JP5004230B2 (ja) 2012-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2541474C2 (ru) Нанокомпозитный твердый материал на основе гекса- и октацианометаллатов, способ его приготовления и способ фиксации минеральных загрязнителей с использованием упомянутого материала
Lee et al. Selective removal of radioactive cesium from nuclear waste by zeolites: on the origin of cesium selectivity revealed by systematic crystallographic studies
Srinivasan et al. Cadmium and lead ion capture with three dimensionally ordered macroporous hydroxyapatite
JP6371936B2 (ja) トリチウム吸着材、水中からのトリチウムの分離方法及びトリチウム吸着材の再生方法
Behrens et al. Assessment of a sodium nonatitanate and pharmacosiderite-type ion exchangers for strontium and cesium removal from DOE waste simulants
Rosskopfová et al. Study of sorption processes of strontium on the synthetic hydroxyapatite
JP5004230B2 (ja) ヨウ素吸蔵体
Levitskaia et al. Inorganic tin aluminophosphate nanocomposite for reductive separation of pertechnetate
Ismail et al. Pumice characteristics and their utilization on the synthesis of mesoporous minerals and on the removal of heavy metals
El-Shazly et al. Kinetic and isotherm studies for the sorption of 134Cs and 60Co radionuclides onto supported titanium oxide
Cordova et al. Hybrid sorbents for 129I capture from contaminated groundwater
Cheng et al. The sequestration of U (VI) on functional β-cyclodextrin-attapulgite nanorods
Nenadović et al. Natural diatomite (Rudovci, Serbia) as adsorbent for removal Cs from radioactive waste liquids
Yadav et al. Iodine capture by Ag-loaded solid sorbents followed by Ag recycling and iodine immobilization: an end-to-end process
Godelitsas et al. Uranium sorption from aqueous solutions on sodium-form of HEU-type zeolite crystals
Sekine et al. Carbonated nanohydroxyapatite from bone waste and its potential as a super adsorbent for removal of toxic ions
Mishra et al. Ion-exchangers in radioactive waste management Part XIV: Removal behavior of hydrous titanium oxide and sodium titanate for Cs (I)
Mironyuk et al. Investigation of the chemical and radiation stability of titanium dioxide with surface arsenate groups during 90Sr adsorption
Chen et al. PBA-loaded albite-base ceramic foam in application to adsorb harmful ions of Cd, Cs and As (V) in water
Mishra et al. Biosorptive behaviour of rice hulls for Cs-134 from aqueous solutions: A radiotracer study
von HEU-Typ-Zeolithkristallen et al. Interaction of HEU-type zeolite crystals with thorium aqueous solutions
JP7329796B2 (ja) 複合吸着体の製造方法
Omerasević et al. Removal of Cs ions from aqueous solutions by using matrices of natural clinoptilolite and its safe disposal
JP6825193B1 (ja) 放射性物質吸着材及びその製造方法
Mishra et al. Ion exchangers in radioactive waste management VII. Radiotracer studies on adsorption of Ba (II) and Sr (II) ions on hydrous thorium oxide

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101006

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120222

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: 20120515

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120517

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150601

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5004230

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150601

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees