JP2015029990A - 迅速、高効率なセシウム吸着フィルターの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
基質材料100重量%中、1〜3重量%の結合剤及び1〜10重量%のリンモリブデン酸アンモニウムを基質材料に添加し、160〜220℃まで加熱して均一に混合し、基質材料とリンモリブデン酸アンモニウムを十分に結合させる;
2)フィルターのメルトブロー成形:
前記工程1)により得られた材料を、5μmの細孔を経由して吐糸し、回転させた円筒状のフレーム素材上に5〜50mm厚みの吸着フィルターを形成する;
3)フィルターのコーティング:
前記工程2)により得られた吸着フィルターの表面に均一に、リンモリブデン酸アンモニウムを塗布し、表面に新規に塗布したリンモリブデン酸アンモニウムと基質材料内のリンモリブデン酸アンモニウムとを十分に結合させる;及び
4)フィルターの安定化及びエージング処理:
前記工程3)により得られたフィルターを80〜120℃で3〜12時間加熱することにより、安定化及びエージング処理を行い、迅速、高効率なセシウム吸着フィルターを得る。
前記工程2)において、吹き出した糸は螺旋状の円筒形のフレーム素材に30mm厚みの吸着フィルターを形成し;
前記工程3)において、リンモリブデン酸アンモニウムを濃度0.5mol/Lのアンモニア水溶液に溶解させ、リンモリブデン酸アンモニウムの濃度が1質量%となった後に、95℃、pH=1、真空の条件で、前記工程2)により得られた吸着フィルターを上記の溶液にて1時間ほど浸漬し、次いで、0.5mol/LのHNO3溶液にて、HNO3洗浄液が澄んで、表面に新規にコーティングされたリンモリブデン酸アンモニウムの厚みが1μm以下となる程度まで洗浄することが挙げられる。
前記工程2)において、吹き出した糸は螺旋状の円筒形のフレーム素材に50mm厚みの吸着フィルターを形成し;
前記工程3)において、リンモリブデン酸アンモニウムを濃度0.5mol/Lのアンモニア水溶液に溶解させ、リンモリブデン酸アンモニウムの濃度が1質量%となった後に、95℃、pH=1、真空の条件で、前記工程2)により得られた吸着フィルターを上記の溶液にて1時間ほど浸漬し、次いで、0.5mol/LのHNO3溶液にて、HNO3洗浄液が澄んで、表面に新規にコーティングされたリンモリブデン酸アンモニウムの厚みが1μm以下となる程度まで洗浄することが挙げられる。
前記工程2)において、吹き出した糸は螺旋上の円筒形のフレーム素材に30mm厚みの吸着フィルターを形成し;
前記工程3)において、リンモリブデン酸アンモニウムを濃度0.5mol/Lのアンモニア水溶液に溶解させ、リンモリブデン酸アンモニウムの濃度が5質量%となった後に、55℃、pH=3、真空の条件で、前記工程2)により得られた吸着フィルターを上記の溶液にて1時間ほど浸漬し、次いで、0.5mol/LのHNO3溶液にて、HNO3洗浄液が澄んで、表面に新規にコーティングされたリンモリブデン酸アンモニウムの厚みが1μm以下となる程度まで洗浄することが挙げられる。
迅速、高効率なセシウム吸着フィルターの具体的な製造方法は下記の通りである。
基質材料PP(ポリプロピレン樹脂)に、基質材料に対して1重量%のメタクリル酸メチル及び1重量%のAMP(Ammonium Phosphomolybdate Trihydrate、リンモリブデン酸アンモニウム)を添加し、160℃まで加熱して均一に混合し、PPとAMPとを十分に結合させた。
工程1)により得られた材料を5μmの細孔を経由して吐糸し、吐き出した糸は螺旋状の円筒状のフレーム素材に絡んで、5mm厚みの吸着フィルターを形成した。フレーム素材は中空のポリプロピレンメルトブロー管で、呼び粒径は5μmである。
工程2)により得られた吸着フィルターの外表面に均一に、AMPをコーティングした。具体的な手順は、AMPを濃度0.5mol/Lのアンモニア水溶液に溶解させ、リンモリブデン酸アンモニウムの濃度が1〜10質量%となった後に、10℃、pH=5、真空の条件で、前記工程2)により得られた吸着フィルターを上記の溶液にて1時間ほど浸漬し、次いで0.5mol/LのHNO3溶液にて、HNO3の洗浄液が澄んで、AMPを溶離しない程度まで洗浄し、表面に新規にコーティングされたAMPと基質材料内のAMPとを十分に結合させ、表面に新規にコーティングされたAMPの厚みを1μm以下とした。溶離したAMPはリサイクルした。
工程3)により得られたフィルターを80℃で12時間の加熱することにより、安定化及びエージング処理を行って、セシウム吸着フィルターを得た。
迅速、高効率なセシウム吸着フィルターの具体的な製造方法は下記の通りである。
基質材料PES(ポリエーテルスルホン樹脂、Poly ether sulfones)に、基質材料に対して3重量%のスチレン及び10重量%のAMPを添加し、220℃まで加熱して均一に混合し、PESとAMPとを十分に結合させた。
工程1)により得られた材料を5μmの細孔を経由して吐糸し、吐き出した糸は螺旋状の円筒状のフレーム素材に絡んで、50mm厚みの吸着フィルターを形成した。フレーム素材は中空のポリプロピレンメルトブロー管で、呼び粒径は5μmである。
工程2)により得られた吸着フィルターの表面に均一にAMPを塗布した。塗布の具体的な手順は、AMPを濃度0.5mol/Lのアンモニア水中に溶解させて、AMPの濃度が1質量%となった後に、95℃、pH=1、真空の条件で、工程2)により得られた吸着フィルターを上記溶液に1時間ほど浸漬し、次いで、0.5mol/LのHNO3溶液にて、HNO3の洗浄液が澄んでAMPが溶離しない程度まで洗浄し、表面に新規に塗布したAMPと基質材料内のAMPとを十分に結合させ、表面に新規に塗布したAMPの厚みを1μm以下にし、溶離したAMPをリサイクルすることである。
工程3)により得られたフィルターを120℃で3時間加熱することにより、安定化及びエージング処理を行い、セシウム吸着フィルターを得た。
迅速、高効率なセシウム吸着フィルターの具体的な製造方法は下記の通りである。
基質材料Pに、基質材料に対して2重量%のメタクリル酸メチル及び5重量%のAMPを添加し、190℃まで加熱して均一に混合し、PPとAMPとを十分に結合させた。
工程1)により得られた材料を5μmの細孔を経由して吐糸し、吐き出した糸は螺旋状の円筒状のフレーム素材に絡んで、30mm厚みの吸着フィルターを形成した。フレーム素材は中空のポリプロピレンメルトブロー管で、呼び粒径は5μmである。
工程2)により得られた吸着フィルターの表面に均一にAMPを塗布した。塗布の具体的な手順は、AMPを濃度0.5mol/Lのアンモニア水中に溶解させて、AMPの濃度が1質量%となった後に、55℃、pH=3、真空の条件で、工程2)により得られた吸着フィルターを上記溶液に1時間ほど浸漬し、次いで、0.5mol/LのHNO3溶液にて、HNO3の洗浄液が澄んでAMPを溶離しない程度まで洗浄し、表面に新規に塗布したAMPと基質材料内のAMPとを十分に結合させ、表面に新規に塗布したAMPの厚みを1μm以下にし、溶離したAMPをリサイクルすることである。
工程3)により得られたフィルターを100℃で7時間加熱することにより、安定化及びエージング処理を行い、セシウム吸着フィルターを得た。
西太平洋のある海上に、自制携帯式海洋放射性現場リアルタイムモニタリングシステムを用い(測定システムは図4のとおりである。)、表層の海水を自動的に抽出し、本発明により得られたフィルターにて製作した吸着柱で、海水中の放射性Csを吸着した。モニタリングの基本情報を表1に示す。
40Lの海水を採取し、試験用のプラスチックバレルに入れて、1リットルの海水ごとに、1mlの塩酸を加える比例に従って酸処理した上で均一に混合してから、10mgのセシウムキャリアを加え、次いで、23.6Bq137Csを加え、海水サンプルを均一に混合した。その後、ステッピングモータのパルス周波数を予定の流速まで設定し、フィルターの吸着試験を行った。フィルターを経た海水に残留した137Csを、GB 6767−86の水中セシウム−137放射化学分析方法にて測定した。測定結果を表2に示す。
流速を2320.8ml/min、吸着時間を180minに設定し、海水のサンプル量を417.7Lとした。137Csフィルターはγ分光の測定を経て、γ分光があったことを測定した(図2参照)。計算によると、近海表層海水における137Cs比放射能は1.15±0.14Bq/m3とし、図3は標準137Cs(118.3Bq)吸着フィルターのγ分光図であり、標準の目盛を行うことに用いる。分光図の対比により、本特許のフィルターによる測定は、時間が少なく、精度が高いことが明確に分かった。
Claims (7)
- 1)基質材料の改変:
基質材料中、1〜3重量%の結合剤及び1〜10重量%のリンモリブデン酸アンモニウムを基質材料に添加し、160〜220℃まで加熱して均一に混合し、基質材料とリンモリブデン酸アンモニウムを十分に結合させる;
2)フィルターのメルトブロー成形:
前記工程1)により得られた材料を、5μmの細孔を経由して吐糸し、回転させた円筒状のフレーム素材上に5〜50mm厚みの吸着フィルターを形成する;
3)フィルターのコーティング:
前記工程2)により得られた吸着フィルターの表面に均一に、リンモリブデン酸アンモニウムを塗布し、表面に新規に塗布したリンモリブデン酸アンモニウムと基質材料内のリンモリブデン酸アンモニウムとを十分に結合させる;及び
4)フィルターの安定化及びエージング処理:
前記工程3)により得られたフィルターを、80〜120℃で3〜12時間加熱することにより安定化及びエージング処理を行い、迅速、高効率なセシウム吸着フィルターを得ること;
を含む、迅速、高効率なセシウム吸着フィルターの製造方法。 - 前記工程1)における前記結合剤が、メタクリル酸メチル又はスチレンである、請求項1記載の方法。
- 前記工程2)におけるフレーム素材が、内径が5μmである中空ポリプロピレンメルトブロー管である、請求項1記載の方法。
- 前記工程3)において、リンモリブデン酸アンモニウムを濃度0.5mol/Lのアンモニア水溶液に溶解させ、リンモリブデン酸アンモニウムの濃度が1〜10質量%となった後に、10〜95℃、pH=1〜5、真空の条件で、前記工程2)により得られた吸着フィルターを上記の溶液にて1時間ほど浸漬し、次いで、0.5mol/LのHNO3溶液にて、HNO3洗浄液が澄んで、AMPが溶離せず、表面に新規にコーティングされたAMPの厚みが1μm以下となる程度まで洗浄する、請求項1記載の方法。
- 前記工程1)において、前記基質材料がPPであり、前記結合剤が2重量%のメタクリル酸メチルであり、前記リンモリブデン酸アンモニウムの割合は5重量%であり、加熱温度は190℃であり;
前記工程2)において、吹き出した糸は螺旋状の円筒形のフレーム素材に30mm厚みの吸着フィルターを形成し;
前記工程3)において、リンモリブデン酸アンモニウムを濃度0.5mol/Lのアンモニア水溶液に溶解させ、リンモリブデン酸アンモニウムの濃度が1質量%となった後に、95℃、pH=1、真空の条件で、前記工程2)により得られた吸着フィルターを上記の溶液にて1時間ほど浸漬し、次いで、0.5mol/LのHNO3溶液にて、HNO3洗浄液が澄んで、表面に新規にコーティングされたリンモリブデン酸アンモニウムの厚みが1μm以下となる程度まで洗浄する、請求項1記載の方法。 - 前記工程1)において、前記基質材料がPESであり、前記結合剤が3重量%のスチレンであり、前記リンモリブデン酸アンモニウムの割合は10重量%であり、加熱温度は220℃であり;
前記工程2)において、吹き出した糸は螺旋状の円筒形のフレーム素材に50mm厚みの吸着フィルターを形成し;
前記工程3)において、リンモリブデン酸アンモニウムを濃度0.5mol/Lのアンモニア水溶液に溶解させ、リンモリブデン酸アンモニウムの濃度が1質量%となった後に、95℃、pH=1、真空の条件で、前記工程2)により得られた吸着フィルターを上記の溶液にて1時間ほど浸漬し、次いで、0.5mol/LのHNO3溶液にて、HNO3洗浄液が澄んで、表面に新規にコーティングされたリンモリブデン酸アンモニウムの厚みが1μm以下となる程度まで洗浄する、請求項1記載の方法。 - 前記工程1)において、前記基質材料がPPであり、前記結合剤が2重量%のメタクリル酸メチルであり、前記リンモリブデン酸アンモニウムの割合は5重量%であり、加熱温度は190℃であり;
前記工程2)において、吹き出した糸は螺旋上の円筒形のフレーム素材に30mm厚みの吸着フィルターを形成し;
前記工程3)において、リンモリブデン酸アンモニウムを濃度0.5mol/Lのアンモニア水溶液に溶解させ、リンモリブデン酸アンモニウムの濃度が5質量%となった後に、55℃、pH=3、真空の条件で、前記工程2)により得られた吸着フィルターを上記の溶液にて1時間ほど浸漬し、次いで、0.5mol/LのHNO3溶液にて、HNO3洗浄液が澄んで、表面に新規にコーティングされたリンモリブデン酸アンモニウムの厚みが1μm以下となる程度まで洗浄する、請求項1記載の方法。
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