JP2016024183A - Radioactive iodine removal material and method for producing the same, and radioactive iodine removal method - Google Patents

Radioactive iodine removal material and method for producing the same, and radioactive iodine removal method Download PDF

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須郷 高信
Takanobu Sugo
高信 須郷
鈴木 晃一
Koichi Suzuki
晃一 鈴木
藤原 邦夫
Kunio Fujiwara
邦夫 藤原
斎藤 恭一
Kyoichi Saito
恭一 斎藤
佳苗 高橋
Kanae Takahashi
佳苗 高橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a material for removal of radioactive iodine from contaminated water containing a high concentration of salts, and a method for producing the same.SOLUTION: The present invention provides a radioactive iodine adsorption material in which a radiation graft polymerization method is used to support silver or silver compounds on a graft chain having a functional group such as an ion exchange group, a chelate group and a hydrophilic group in a polymer base material. Particularly suitably can be used is one in which a graft chain is formed in fiber (such as twist yarn, woven fabric, and nonwoven fabric), and a functional group such as an ion exchange group is used to support and deposit silver compounds even inside the fiber.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は福島第1原子力発電所の事故により漏出した放射性ヨウ素の除去材料及びその製造方法、ならびにその材料を用いた放射性ヨウ素の除去方法に関する。  The present invention relates to a material for removing radioactive iodine leaked due to an accident at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, a method for producing the material, and a method for removing radioactive iodine using the material.

3.11の大震災により、セシウムやストロンチウムと同様、放射性ヨウ素が漏出した。放射性ヨウ素は甲状腺被害が大きいため、極力環境中への拡散を防止せねばならない。ヨウ素は大気中に放出される場合が多く、その化学形態はヨウ素(I)次亜ヨウ素酸(HIO)、ヨウ化メチル(CHI)や粒子に吸着したものなど複雑である。この中で、ヨウ化メチルは他のヨウ素化合物と比べ非イオン性であるため、除去方法が複雑である。これらを除去するために活性炭又は添着活性炭がよく使用されてきた。添着活性炭に添着させる化学物質としては、除去対象により異なるが、トリエチレンジアミン、銀、ヨウ化カリウムなどが使用されている。Like the cesium and strontium, radioactive iodine leaked out due to the 3.11 earthquake. Since radioactive iodine causes great damage to the thyroid gland, it must be prevented from spreading into the environment as much as possible. Iodine is often released into the atmosphere, and its chemical form is complex such as iodine (I 2 ) hypoiodous acid (HIO), methyl iodide (CH 3 I), and those adsorbed on particles. Among these, methyl iodide is nonionic compared to other iodine compounds, and thus the removal method is complicated. Activated carbon or impregnated activated carbon has often been used to remove these. As chemical substances to be attached to the impregnated activated carbon, triethylenediamine, silver, potassium iodide, and the like are used, although depending on the object to be removed.

活性炭は物理吸着によりさまざまな種類の放射性物質を吸着できる。放射性ヨウ素については、活性炭にトリエチレンジアミンを担持し、ヨウ化メチルなど有機ヨウ素の吸着に利用されている。また、銀を添着してヨウ素やヨウ化水素酸など除去に利用されている。しかしながら、活性炭は重量が重い、廃棄物処理が困難という問題点を抱えている。さらに粒状活性炭は箱やカラムに充填して流通方式で使用するしかなく、福島第1原子力発電所の事故によって発生した非定常の現場に存在する放射性ヨウ素を迅速に除去することが困難などの問題点があった。  Activated carbon can adsorb various kinds of radioactive materials by physical adsorption. Regarding radioactive iodine, triethylenediamine is supported on activated carbon and used for adsorption of organic iodine such as methyl iodide. In addition, silver is used to remove iodine and hydroiodic acid. However, activated carbon has the problems of being heavy and difficult to dispose of waste. Furthermore, granular activated carbon can only be packed and used in boxes and columns and used in a distribution system. Problems such as difficulty in quickly removing radioactive iodine present at unsteady sites caused by the accident at the Fukushima Daiichi NPS There was a point.

活性炭以外の放射性ヨウ素吸着材料も提案されている。特許文献1では、イオン交換繊維に銀を担持し、気相中および液相中のヨウ素を除去できるとしている。この先行技術においては、イオン交換繊維に銀を吸着させ、気相中や液相中の無機ヨウ素やヨウ化メチルのような有機ヨウ素を除去できるとしている。実施例においては、カルボキシル基などのカチオン交換基を付与した材料に銀を担持し、この繊維でヨウ化メチルなどのヨウ素を気相で除去している例がみられる。しかしながら、塩化ナトリウムなどの塩類を高濃度に含有する液体中から放射性のヨウ素を除去することについては何ら開示がない。  Radioactive iodine adsorbing materials other than activated carbon have also been proposed. In Patent Document 1, silver is supported on an ion exchange fiber, and iodine in a gas phase and a liquid phase can be removed. In this prior art, silver is adsorbed on an ion exchange fiber to remove organic iodine such as inorganic iodine or methyl iodide in the gas phase or liquid phase. In Examples, there is an example in which silver is supported on a material provided with a cation exchange group such as a carboxyl group, and iodine such as methyl iodide is removed in a gas phase with this fiber. However, there is no disclosure about removing radioactive iodine from a liquid containing a high concentration of salts such as sodium chloride.

特許文献2は放射線グラフト重合法を利用して銀イオンを吸着できる官能基、例えばカチオン交換基を有するグラフト鎖を導入し、カチオン交換基に吸着させた銀イオンとヨウ素化合物との反応によって、放射性ヨウ素を除去しようとするもので、気体中に放出されたヨウ素を除去しようとする提案がある。しかしながら、気相中のヨウ素除去を対象とした技術であるため、液相中のヨウ素イオンを特に塩類濃度の高い溶液中から除去しようとする考えはない。  In Patent Document 2, a functional group capable of adsorbing silver ions using a radiation graft polymerization method, for example, a graft chain having a cation exchange group is introduced, and the reaction between silver ions adsorbed on the cation exchange group and an iodine compound results in radioactive activity. There is a proposal to remove iodine released into the gas. However, since this technique is intended for removing iodine in the gas phase, there is no idea to remove iodine ions in the liquid phase from a solution having a particularly high salt concentration.

特許文献3には、繊維基材にモノマーとしてN−アルキル−N−ビニルアルキルアミド(例えばN−ビニルピロリドン)をグラフト重合し、空気中のヨウ素(特にヨウ素(I))に対する除去性能が付与できるとしている。しかしながら、これは気相中のヨウ素除去を対象とした技術であるため、液相中のヨウ素イオンを対象とした技術ではない。In Patent Document 3, N-alkyl-N-vinylalkylamide (for example, N-vinylpyrrolidone) is graft-polymerized on a fiber base material as a monomer, and removal performance against iodine in the air (particularly iodine (I 2 )) is imparted. I can do it. However, since this is a technique for removing iodine in the gas phase, it is not a technique for iodine ions in the liquid phase.

以上の例からも、これまで提案された技術は気相中のヨウ素の除去技術が主であり、水溶液中のヨウ素の除去を対象とした技術は極めて少なかった。特に、塩類濃度が比較的高い溶液中からヨウ素を除去することは簡単ではなく、福島第1原子力発電所に設置された多核種除去設備(ALPS)も顕著な除去効果があるとはいえず、処理水中の放射性ヨウ素濃度は告示濃度近辺の値を推移している。なお、水溶液中のヨウ素はI又はIO の形態が多いと言われているが、ここではヨウ素イオン(I)の除去について述べる。From the above examples, the techniques proposed so far are mainly for removing iodine in the gas phase, and there are very few techniques for removing iodine from an aqueous solution. In particular, it is not easy to remove iodine from a solution having a relatively high salt concentration, and the multi-nuclide removal equipment (ALPS) installed at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station does not have a significant removal effect. The concentration of radioactive iodine in the treated water has changed around the reported concentration. In addition, although it is said that the iodine in aqueous solution has many forms of I < - > or IO < 3 > - , the removal of iodine ion (I < - >) is described here.

水溶液中でのヨウ素除去については、イオン交換樹脂や銀添着活性炭が利用されている。イオン交換樹脂は優れた吸着材であるが、塩類濃度の高い場合にヨウ素イオンのみを選択的に除去することは困難である。例えば、海水中又は海水で汚染された液体中からヨウ素イオンを除去する場合、除去率や吸着容量が極端に小さくなる場合がふつうである。特に、原子炉を冷却するために海水を用いたために、原子力発電所内には塩化ナトリウムなどの塩類濃度が非常に高く、これら塩類と共存しているヨウ素を除去するのが難しい。  For removing iodine in an aqueous solution, an ion exchange resin or silver impregnated activated carbon is used. Ion exchange resins are excellent adsorbents, but it is difficult to selectively remove only iodine ions when the salt concentration is high. For example, when iodine ions are removed from seawater or liquid contaminated with seawater, the removal rate and the adsorption capacity are usually extremely small. In particular, since seawater is used to cool the nuclear reactor, the concentration of salts such as sodium chloride is very high in the nuclear power plant, and it is difficult to remove iodine coexisting with these salts.

銀添着活性炭で塩素イオンが共存する中からヨウ素イオンを除去しようとした例が非特許文献1に示されている。この場合、ヨウ素除去のメカニズムは、担持した塩化銀にヨウ素が反応して難溶性のヨウ化銀(Agl)を生成する反応である。反応式でいえば、塩化銀中の塩素イオンがヨウ素イオンとイオン交換するように記載されているが、詳細は定かでない。塩化銀を活性炭の細孔に添着すると、塩化銀やヨウ化銀と活性炭との相互作用が小さいため、被処理水中に漏出する危険性がある。また、活性炭は粒状であるため、使用方法がALPSのように充填塔方式に限られるため、汚染環境によっては使用できない場合が多い。  Non-Patent Document 1 shows an example in which iodine ions are removed from the presence of chlorine ions in silver-impregnated activated carbon. In this case, the mechanism of iodine removal is a reaction in which iodine reacts with the supported silver chloride to form hardly soluble silver iodide (Agl). Speaking of the reaction formula, it is described that chlorine ions in silver chloride exchange with iodine ions, but the details are not clear. When silver chloride is impregnated into the pores of activated carbon, there is a risk of leakage into the water to be treated because the interaction between silver chloride or silver iodide and activated carbon is small. In addition, since activated carbon is granular, the method of use is limited to a packed tower system such as ALPS, so it cannot be used depending on the contaminated environment in many cases.

したがって、塩類濃度が高い水溶液中からヨウ素イオンを高速で効率的に除去でき、どこでも使用できる材料は提案されていない。特に、福島第1原子力発電所のように処理水中の放射性ヨウ素濃度の除去率が十分でなく、告示濃度近辺の除去性能しか維持できていない汚染の現場では、放射性セシウムや放射性ストロンチウムの除去とともに、放射性ヨウ素除去材料の提案が急務である。  Therefore, a material that can efficiently remove iodine ions from an aqueous solution having a high salt concentration at high speed and can be used anywhere has not been proposed. In particular, at the site of contamination where the removal rate of radioactive iodine concentration in the treated water is not sufficient and only the removal performance around the notification concentration can be maintained as in the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, along with the removal of radioactive cesium and radioactive strontium, There is an urgent need to propose a radioactive iodine removal material.

特開昭63−12345JP-A-63-12345 特開2000−254446JP 2000-254446 A 特開2000−258592JP2000-2558592

J.inorg,nucl.Chem.Vol,43.pp.583−587,Pergamon Press Ltd..1981.Printed in Great BritainJ. et al. inorg, nucl. Chem. Vol. pp. 583-587, Pergamon Press Ltd. . 1981. Printed in Great Britain

課題Task

放射性ヨウ素を含む汚染水から放射性ヨウ素を除去するに際し、汚染水の塩類濃度が低い場合はもちろんのこと、海水中のようにな塩類濃度が高い場合においても、放射性ヨウ素を素早く除去し、脱落がない吸着材が望まれていた。本発明はその課題に鑑み、特に塩類濃度の高い水溶液中に存在するヨウ素イオン(I)の除去について鋭意研究開発を行った結果、考案されたものである。When removing radioactive iodine from contaminated water containing radioactive iodine, not only when the salt concentration of contaminated water is low, but also when the salt concentration is high, such as in seawater, radioactive iodine can be quickly removed and removed. No adsorbent was desired. In view of the problem, the present invention has been devised as a result of earnest research and development on the removal of iodine ion (I ) present in an aqueous solution having a high salt concentration.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

本発明は次の特徴を有する放射性ヨウ素除去材及びその製造方法ならびに該吸着材を使用した放射性ヨウ素除去方法を提供するものである。  This invention provides the radioactive iodine removal material which has the following characteristics, its manufacturing method, and the radioactive iodine removal method using this adsorption material.

(1)イオン交換基、キレート基、又は親水基より選択された官能基をグラフト側鎖に有する有機高分子基材に少なくとも銀又は銀化合物を付与した放射性ヨウ素除去材料(1) A radioactive iodine removing material in which at least silver or a silver compound is added to an organic polymer base material having a functional group selected from an ion exchange group, a chelate group, or a hydrophilic group in a graft side chain

(2)前記官能基は有機高分子基材に放射線を照射し、イオン交換基、キレート基、又は親水基より選択された官能基を有するか、あるいはイオン交換基、キレート基、又は親水基より選択された官能基に転換可能なモノマーをグラフト重合することにより導入された(1)記載の放射性ヨウ素除去材料(2) The functional group irradiates the organic polymer substrate with radiation and has a functional group selected from an ion exchange group, a chelate group, or a hydrophilic group, or from an ion exchange group, a chelate group, or a hydrophilic group. The radioactive iodine removing material according to (1), which is introduced by graft polymerization of a monomer that can be converted into a selected functional group

(3)前記官能基はスルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基、4級アンモニウム基、アミノ酸基、アミノリン酸基、イミノジ酢酸基、1〜3級アミノ基を単独又は複数含有するアミノ系官能基、アミドキシム基、ヒドロキサム酸基、アミド基、ヒドロキシル基より選択されるものである(1)又は(2)記載の放射性ヨウ素除去材料(3) The functional group is an amino functional group containing a sulfonic acid group, a carboxyl group, a phosphoric acid group, a quaternary ammonium group, an amino acid group, an aminophosphoric acid group, an iminodiacetic acid group, or a primary to tertiary amino group. Or a radioactive iodine removing material according to (1) or (2), wherein the material is selected from amidoxime groups, hydroxamic acid groups, amide groups, and hydroxyl groups

(4)前記有機高分子基材は繊維、カット繊維、繊維の集合体である撚糸、織布、不織布、多孔性中空糸、多孔性平膜、スポンジ状空隙材料又はそれらの加工品である(1)、(2)又は(3)記載の放射性ヨウ素除去材料(4) The organic polymer substrate is a fiber, a cut fiber, a twisted yarn that is an aggregate of fibers, a woven fabric, a nonwoven fabric, a porous hollow fiber, a porous flat membrane, a sponge-like void material, or a processed product thereof ( The radioactive iodine removing material according to 1), (2) or (3)

(5)前記加工品が前記有機高分子基材を水は透過できるが基材は透過しない袋に収納された袋状、ワインド状フィルター、プリーツ状フィルター、ロール状フィルター、組みひも状、モール状より選択されたものである(1)、(2)、(3)又は(4)記載の放射性ヨウ素除去材料(5) Bags, wind filters, pleated filters, roll filters, braids, molds, etc., in which the processed product is water permeable to the organic polymer substrate but not the substrate. The radioactive iodine removing material according to (1), (2), (3) or (4), which is more selected

(6)有機高分子基材に放射線を照射した後、イオン交換基、キレート基、又は親水基より選択された官能基を有するか、あるいはイオン交換基、キレート基、又は親水基より選択された官能基に転換可能なモノマーをグラフト重合することにより、有機高分子繊維にグラフト側鎖を導入し、次いで少なくとも水溶性銀塩を接触させることにより、繊維表面及び内部に銀は銀化合物を付与する(1)、(2)、(3)、(4)又は(5)記載の放射性ヨウ素除去材料の製造方法(6) After irradiating the organic polymer substrate with radiation, it has a functional group selected from an ion exchange group, a chelate group, or a hydrophilic group, or is selected from an ion exchange group, a chelate group, or a hydrophilic group By graft polymerization of a monomer that can be converted into a functional group, a graft side chain is introduced into the organic polymer fiber, and then at least a water-soluble silver salt is brought into contact, whereby silver imparts a silver compound to the fiber surface and inside. (1), (2), (3), (4) or the method for producing a radioactive iodine removing material according to (5)

(7)前記官能基はスルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基、4級アンモニウム基、アミノ酸基、アミノリン酸基、イミノジ酢酸基、1〜3級アミノ基を単独又は複数含有するアミノ系官能基、アミドキシム基、ヒドロキサム酸基、アミド基、ヒドロキシル基を有するか又は転換可能なものより選択される(1)、(2)、(3)、(4)、(5)又は(6)記載の放射性ヨウ素除去材料の製造方法(7) The functional group is an amino functional group containing a sulfonic acid group, a carboxyl group, a phosphoric acid group, a quaternary ammonium group, an amino acid group, an aminophosphoric acid group, an iminodiacetic acid group, or a primary to tertiary amino group. Or (1), (2), (3), (4), (5) or (6) selected from those having an amidoxime group, hydroxamic acid group, amide group, hydroxyl group or convertible Method for producing radioactive iodine removing material

(8)(6)項記載の水溶性銀塩を接触させた後、少なくとも塩化物イオンを含有する液体を接触させ、塩化銀を有機高分子基材の表面及び/又は内部に析出させた(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)(7)又は(8)記載の放射性ヨウ素除去材料の製造方法(8) After contacting the water-soluble silver salt described in (6), a liquid containing at least chloride ions is contacted to deposit silver chloride on the surface and / or inside of the organic polymer substrate ( 1), (2), (3), (4), (5), (6) a method for producing a radioactive iodine removing material according to (7) or (8)

グラフト側鎖は一端が基材高分子に結合し、多端が自由端である。そのため、非常に運動性が大きく、イオンや粒子がグラフト鎖間に容易に入り込むため、吸着速度が大きい。特に放射線グラフト重合法は基材の選択が自由であるため、表面積の大きな繊維基材を選択できる。これによって、さらなる吸着速度の向上を図ることができる。また、基材の表面ばかりでなく、内部にまでグラフト鎖を生成できるため、単なる表面改質と異なり、多量の官能基をグラフト鎖に導入でき、分離機能性材料として優れている。イオン交換反応やキレート反応などにおいて、被吸着イオンは表面ばかりでなくグラフト鎖の深部そして基材の内部にまで到達し、捕捉される。  One end of the graft side chain is bonded to the base polymer, and the other end is a free end. Therefore, it has very high mobility, and ions and particles easily enter between the graft chains, so that the adsorption rate is high. In particular, since the radiation graft polymerization method can freely select a substrate, a fiber substrate having a large surface area can be selected. As a result, the adsorption rate can be further improved. In addition, since the graft chain can be generated not only on the surface of the substrate but also inside, a large amount of functional groups can be introduced into the graft chain unlike a simple surface modification, and it is excellent as a separation functional material. In the ion exchange reaction, chelate reaction, etc., the adsorbed ions reach not only the surface but also the deep part of the graft chain and the inside of the substrate and are captured.

イオン交換反応やキレート反応を利用し、銀イオンを担持できるため、基材高分子内に銀イオンを吸着させることができる。また、塩化銀など不溶性のハロゲン化銀も基材高分子内部に析出担持できる。このため、吸着した銀イオンや担持した塩化銀はヨウ素イオンの除去に利用できる。  Since silver ions can be supported using ion exchange reaction or chelate reaction, silver ions can be adsorbed in the base polymer. Insoluble silver halides such as silver chloride can also be deposited and supported inside the base polymer. For this reason, the adsorbed silver ions and the supported silver chloride can be used to remove iodine ions.

官能基を有するグラフト鎖に銀又は銀化合物を付与する方法には官能基の種類によっていくつかの方法がある。スルホン酸基に代表されるカチオン交換基やイミノジ酢酸基に代表されるキレート基の場合、銀イオンを導入することが容易であり、ハロゲン化物イオンとの反応をさせないで、このまま利用することが可能である。また、ハロゲン化物イオンと反応させても利用でき、使用環境によって選択できる。  There are several methods for imparting silver or a silver compound to a graft chain having a functional group depending on the type of the functional group. In the case of a cation exchange group typified by a sulfonic acid group or a chelate group typified by an iminodiacetic acid group, it is easy to introduce silver ions and they can be used as they are without reacting with halide ions. It is. It can also be used by reacting with halide ions, and can be selected depending on the use environment.

4級アンモニウム基に代表されるアニオン交換基は銀イオンを吸着できないが、塩化物イオン型のようなハロゲンイオン型に転換した後、硝酸銀水溶液に接触させると、塩化銀を析出担持できる。塩化銀の超微粒子が基材の表層及び内部に生成する。ここで、官能基は正の電荷を有するため、負に帯電したコロイド状の微粒子などを吸着保持できる。一部は脱落するものもあるが、多くは基材の表層や内部に保持される。グラフト鎖の一端が固定されていないため、ハロゲン化銀粒子とグラフト側鎖の間に多点吸着が起きていると予想できる。  Anion exchange groups typified by quaternary ammonium groups cannot adsorb silver ions. However, silver chloride can be deposited and supported by contact with an aqueous silver nitrate solution after conversion to a halogen ion type such as a chloride ion type. Silver chloride ultrafine particles are formed on the surface and inside of the substrate. Here, since the functional group has a positive charge, it can adsorb and hold negatively charged colloidal fine particles. Some will fall off, but many will be retained on the surface or inside of the substrate. Since one end of the graft chain is not fixed, it can be expected that multipoint adsorption occurs between the silver halide grains and the graft side chain.

固定化された塩化銀はヨウ素イオンを吸着できる。吸着機構はまだ明らかではないが、基本的にはヨウ化銀の溶解度が8.5×10−17 と非常に小さいために、塩化銀(溶解度が2.8×10−10)の塩化物イオンとヨウ化物イオンとが置換しているか、又はヨウ化物イオンが銀を引き抜いていると理解することができる。The immobilized silver chloride can adsorb iodine ions. Although the adsorption mechanism is not yet clear, basically, the solubility of silver iodide is as small as 8.5 × 10 −17 , so that the chloride ion of silver chloride (solubility is 2.8 × 10 −10 ) And iodide ions are substituted, or it can be understood that the iodide ions are extracting silver.

この吸着メカニズムにおいては、海水のように塩類濃度が高い液体中でもヨウ素イオンが除去できるため、福島第一原子力発電所のように多量の海水を投入した場合においても、放射性ヨウ素を除去できる。従来、イオン交換反応では塩素イオンなど共存するアニオン成分が多いと性能低下が著しかったが、この塩化銀担持型の材料は性能低下がない。カチオン交換基の場合は、吸着材へのヨウ素イオンの接近に対して反発力が生じるが、4級アンモニウム基に代表されるアニオン交換基を導入した材料は内部にヨウ素イオンを自由に取り込めるため好ましい。  In this adsorption mechanism, iodine ions can be removed even in a liquid having a high salt concentration such as seawater. Therefore, even when a large amount of seawater is introduced as in the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, radioactive iodine can be removed. Conventionally, in an ion exchange reaction, when there are a large amount of anion components such as chloride ions coexisting, the performance deterioration is remarkable. However, this silver chloride-supported material does not deteriorate performance. In the case of a cation exchange group, a repulsive force is generated against the approach of iodine ions to the adsorbent, but a material having an anion exchange group typified by a quaternary ammonium group is preferable because iodine ions can be freely taken inside. .

このように、グラフト鎖によるハロゲン化銀粒子の多点吸着によって強い保持力が働くこと、およびグラフト鎖間にヨウ素イオンが自由に接近しやすい点でアニオン交換基又はアニオン交換性キレート基を有する官能基が好ましい。このような官能基としては、強塩基性アニオン交換基として最も一般的なトリメチルアンモニウム基があり好適に利用できる。この官能基の導入方法としては、トリメチルアンモニウム基を有するモノマー、例えばビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド(VBTAC)が利用できる。  As described above, a strong retention force is exerted by multipoint adsorption of silver halide grains by the graft chain, and a functional group having an anion exchange group or anion exchange chelate group in that iodine ions are easily accessible between the graft chains. Groups are preferred. As such a functional group, there is the most common trimethylammonium group as a strongly basic anion exchange group, which can be suitably used. As a method for introducing this functional group, a monomer having a trimethylammonium group, for example, vinylbenzyltrimethylammonium chloride (VBTAC) can be used.

放射線グラフト重合法は種々の形状の基材高分子に対して、基材の内部にまでラジカルを生成させ、グラフト重合法を実施できるため、例えば繊維、繊維の集合体である織布や不織布、撚糸、空隙性材料、粒子に官能基を導入できる。この中で繊維は表面積が大きく、吸着速度が早いため、放射性ヨウ素の除去の場合のように、大量の液体の中の希薄な物質を除去するのに好適である。  Since the radiation graft polymerization method can generate radicals up to the inside of the base material with respect to the base polymer of various shapes, and can carry out the graft polymerization method, for example, fibers, woven fabrics and non-woven fabrics that are aggregates of fibers, Functional groups can be introduced into twisted yarns, void materials and particles. Among them, the fiber has a large surface area and a high adsorption rate, so that it is suitable for removing a dilute substance in a large amount of liquid as in the case of removing radioactive iodine.

放射線グラフト重合法によって、有機高分子基材にイオン交換基やキレート基を導入する方法は、基材にガンマ線や電子線などの放射線を照射した後、イオン交換基やキレート基を有するモノマーを接触させるか、またはイオン交換基やキレート基に転換可能なモノマーを接触させるなどの方法により、グラフト重合を行うことにより、基材にグラフト側鎖を生成できる。この際、ラジカルは基材の内部にまで生成するため、基材表面ばかりでなく、基材内部にもグラフト鎖が生成する。  The method of introducing an ion exchange group or chelate group into an organic polymer substrate by radiation graft polymerization is a method in which a monomer having an ion exchange group or a chelate group is contacted after irradiating the substrate with radiation such as gamma rays or electron beams. The graft side chain can be generated on the base material by graft polymerization by a method such as bringing a monomer that can be converted into an ion exchange group or a chelate group into contact. At this time, since radicals are generated even inside the base material, a graft chain is generated not only on the surface of the base material but also inside the base material.

官能基はスルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基、4級アンモニウム基、アミノ酸基、アミノリン酸基、イミノジ酢酸基、1〜3級アミノ基を単独又は複数含有するアミノ系官能基、アミドキシム基、ヒドロキサム酸基、アミド基、ヒドロキシル基を有するものから選択して利用できる。これら官能基を有するか又は官能基に転換できるモノマーを放射線グラフト重合することにより、グラフト側鎖に官能基を導入できる。  Functional groups include sulfonic acid groups, carboxyl groups, phosphoric acid groups, quaternary ammonium groups, amino acid groups, aminophosphoric acid groups, iminodiacetic acid groups, amino functional groups containing one or more primary to tertiary amino groups, amidoxime groups, It can be selected from those having a hydroxamic acid group, an amide group or a hydroxyl group. A functional group can be introduced into the graft side chain by radiation graft polymerization of a monomer having these functional groups or capable of being converted into functional groups.

繊維は成型加工がよいため、粒状吸着材で適用するカラム充填方式はもちろんのこと、係留方式やフィルター方式など種々の接触方法が可能である。撚糸や不織布を巻き回したフィルターでは、微粒子とイオンの同時除去も可能である。カット繊維をスラリーとして接触させることも可能である。したがって、原子力発電所内外の汚染現場に即した使用方法が可能である。海水が混入した汚染水の場合、塩素イオン濃度が高濃度に存在するが本発明の放射性ヨウ素除去材料により除去できる。  Since the fiber has a good molding process, various contact methods such as a mooring method and a filter method are possible as well as a column packing method applied with a granular adsorbent. A filter wound with a twisted yarn or a non-woven fabric can simultaneously remove fine particles and ions. It is also possible to contact the cut fibers as a slurry. Therefore, the usage method according to the contamination site inside and outside the nuclear power plant is possible. In the case of contaminated water mixed with seawater, the chlorine ion concentration is high, but it can be removed by the radioactive iodine removing material of the present invention.

本発明の放射性ヨウ素吸着材料を実際に液体の除染に使用する場合には、予め塩化ナトリウム水溶液で洗浄することにより、過剰に担持された銀イオンや塩化銀粒子を再固定又は除去できるため、塩化銀粒子等の脱落を低減でき好ましい。  When the radioactive iodine adsorbing material of the present invention is actually used for liquid decontamination, it is possible to re-fix or remove excessively supported silver ions and silver chloride particles by washing with a sodium chloride aqueous solution in advance. It is preferable because dropping of silver chloride grains and the like can be reduced.

本発明の放射性ヨウ素吸着材料による放射性ヨウ素を含有する液体の処理方法としては、汚染の状況や使用方法によって適宜選択できる。例えば、フィルター状に加工し、ポンプ流通によって、粒子とイオン吸着の両方の除去機能を付与することができる。また、モール状に加工し、湖沼や港湾などおいて係留するような使用方法も可能である。  The treatment method of the liquid containing radioactive iodine by the radioactive iodine adsorbing material of the present invention can be appropriately selected depending on the state of contamination and the method of use. For example, it can be processed into a filter shape, and both particle and ion adsorption removal functions can be imparted by circulating the pump. In addition, it can be used in the form of a mall and moored in a lake or harbor.

発明の効果Effect of the invention

本発明により、イオン交換基やキレート基など官能基を有するグラフト側鎖にハロゲン化銀の微粒子を析出担持できるようになった。放射線グラフト重合法により、種々の基材、特に表面積の大きな繊維を利用することが可能で、この繊維に導入したグラフト鎖を利用して繊維表層及び内部に塩化銀に代表される銀化合物を強固に析出担持できることが可能となった。そして、この難溶性塩化銀がヨウ素イオンの吸着に利用できるということが分かった。成型加工が自由な繊維状吸着材が提案可能となったことにより、福島第1原子力発電所から拡散した内外の放射性ヨウ素を速やかに除去できるようになった。  According to the present invention, silver halide fine particles can be deposited and supported on a graft side chain having a functional group such as an ion exchange group or a chelate group. By using radiation graft polymerization, it is possible to use various base materials, especially fibers with a large surface area. Using the graft chains introduced into these fibers, the surface of the fiber and the interior of the silver compound represented by silver chloride are strengthened. It was possible to deposit and support the material. And it turned out that this hardly soluble silver chloride can be utilized for adsorption | suction of an iodine ion. By making it possible to propose a fibrous adsorbent that can be molded freely, the internal and external radioactive iodine diffused from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station can be quickly removed.

トリエチレンジアミンの化学構造  Chemical structure of triethylenediamine 放射線グラフト重合法によるナイロン繊維へのトリエチレンジアミン導入経路  Introduction route of triethylenediamine into nylon fiber by radiation graft polymerization モール状吸着材  Mall-shaped adsorbent ワインドフィルター  Wind filter

本発明で用いる放射性ヨウ素除去材料はグラフト側鎖にイオン交換基、キレート基、又は親水基より選択された官能基を有する有機高分子基材に少なくとも銀又は銀化合物を付与したものであり、このグラフト側鎖を導入する方法として放射線グラフト重合法が最適である。以下、放射線グラフト重合法を利用する例について説明する。  The radioactive iodine removing material used in the present invention is obtained by adding at least silver or a silver compound to an organic polymer base material having a functional group selected from an ion exchange group, a chelate group, or a hydrophilic group on a graft side chain. The radiation graft polymerization method is the most suitable method for introducing the graft side chain. Hereinafter, an example using the radiation graft polymerization method will be described.

放射線グラフト重合法とは、γ線や電子線等の電離性放射線を基材に照射し、基材表面あるいは基材内部に生成したラジカルを利用して重合性単量体(以下、「モノマー」と称する。)を重合させ、基材からグラフト鎖を成長させる方法である。  The radiation graft polymerization method is a method of irradiating a substrate with ionizing radiation such as γ-rays or electron beams and utilizing a radical generated on the surface of the substrate or inside the substrate (hereinafter referred to as “monomer”). Is a method of growing a graft chain from a substrate.

放射線グラフト重合法の特徴として、放射線の照射により、基材の表面のみならず基材の内部にまでラジカルを容易に発生させることができることが挙げられる。よって、基材表面だけではなく基材内部にまでモノマーを重合させることができるので、基材に導入されるグラフト鎖の数が多くなり、したがって基材に導入される官能基の数も多くなる。  A characteristic of the radiation graft polymerization method is that radicals can be easily generated not only on the surface of the substrate but also inside the substrate by irradiation with radiation. Therefore, since the monomer can be polymerized not only on the substrate surface but also inside the substrate, the number of graft chains introduced into the substrate increases, and thus the number of functional groups introduced into the substrate also increases. .

グラフト(graft)とは「接ぎ木」という意味であり、グラフト鎖の一端が基材に固定されていて、他端が固定されていない自由端である状態を表す。グラフト鎖がこのような形態的特徴を有するので、グラフト鎖間にはサイズの小さなイオンから大きな分子まで容易に侵入することができる。この点は、架橋構造を有するイオン交換樹脂と比較して、大きく異なる特徴である。  Graft means “grafting” and represents a state where one end of the graft chain is fixed to the base material and the other end is a free end that is not fixed. Since the graft chains have such morphological characteristics, small ions to large molecules can easily enter between the graft chains. This is a feature that is greatly different from that of an ion exchange resin having a crosslinked structure.

特にグラフト鎖中にイオン交換基やキレート基のような固定電荷が存在すると、固定電荷同士が静電的に反発するため、グラフト鎖が延び、グラフト鎖同士も反発しあう。このため、グラフト鎖間に広いスペースが形成される。本発明の放射性ヨウ素吸着材料は銀又は銀化合物をこのグラフト鎖間に生成保持できる。グラフト鎖が有するモビリティーのために、銀化合物は多点吸着で強固に固定される。このように形成されたグラフト鎖間のスペースにヨウ素イオンは容易に侵入することが可能であり、吸着除去に有利である。  In particular, when a fixed charge such as an ion exchange group or a chelate group is present in the graft chain, the fixed charges repel each other electrostatically, so that the graft chain extends and the graft chains repel each other. For this reason, a wide space is formed between the graft chains. The radioactive iodine adsorbing material of the present invention can form and hold silver or a silver compound between the graft chains. Due to the mobility of the graft chain, the silver compound is firmly fixed by multipoint adsorption. Iodine ions can easily enter the spaces between the graft chains thus formed, which is advantageous for adsorption and removal.

基材に導入するグラフト鎖の数や長さは放射線照射量とグラフト率によって制御できる。照射線量が大きいとラジカル生成量が大きく、グラフト鎖の数が多くなる。また、グラフト率とはグラフト重合前後の重量増加率を意味し、グラフト率が大きいほどグラフト鎖の長さが長い。通常はグラフト鎖の長さが長い方が官能基濃度も高くなり除去率や吸着容量が大きくなるが、物理的強度が小さくなるため、使用する基材の種類や使用方法によって、適宜選択できる。イオン交換基やキレート基の場合のグラフト率は通常20〜150%程度である。  The number and length of graft chains introduced into the substrate can be controlled by the radiation dose and graft rate. When the irradiation dose is large, the radical generation amount is large, and the number of graft chains is increased. The graft rate means the rate of weight increase before and after graft polymerization. The larger the graft rate, the longer the length of the graft chain. Usually, the longer the graft chain length, the higher the functional group concentration and the higher the removal rate and the adsorption capacity, but the lower the physical strength, so that it can be appropriately selected depending on the type of substrate used and the method of use. In the case of an ion exchange group or a chelate group, the graft ratio is usually about 20 to 150%.

放射線グラフト重合法では有機高分子基材をさまざまな形状のものから選択できる。しかしながら、本発明の放射性ヨウ素除去材料としては成型加工の容易性および表面積の大きく大きな吸着速度を期待できる繊維が適している。  In the radiation graft polymerization method, the organic polymer base material can be selected from various shapes. However, as the radioactive iodine removing material of the present invention, a fiber that can be easily processed and expected to have a large surface area and a large adsorption rate is suitable.

基材として利用可能な繊維素材として、合成繊維の他、綿などのセルロース系繊維、動物性繊維若しくは再生繊維、またはそれらの混合繊維が挙げられる。合成繊維にはポリエステル系、ポリアミド系、アクリル系、ポリ塩化ビニル系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリウレタン系、ポリビニルアルコール系、フッ素系等が含まれる。セルロース系繊維には、綿、麻等の天然セルロース系繊維、ビスコースレーヨン、銅アンモニア法レーヨン、ポリノジック等の再生セルロース繊維、テンセル等の精製セルロース繊維、アセテート、ジアセテート等の半合成繊維が含まれる。動物性繊維には、羊毛等の獣毛繊維、絹等が含まれる。再生繊維には、キチン・キトサン繊維、コラーゲン繊維などが含まれる。これら繊維素材の混紡を用いることもまた可能である。  Examples of the fiber material that can be used as the substrate include synthetic fibers, cellulosic fibers such as cotton, animal fibers, regenerated fibers, or mixed fibers thereof. Synthetic fibers include polyester, polyamide, acrylic, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene, polypropylene, polyurethane, polyvinyl alcohol, fluorine, and the like. Cellulosic fibers include natural cellulose fibers such as cotton and hemp, viscose rayon, copper ammonia rayon, regenerated cellulose fibers such as polynosic, purified cellulose fibers such as tencel, and semi-synthetic fibers such as acetate and diacetate. It is. Animal fibers include animal hair fibers such as wool, silk and the like. The recycled fiber includes chitin / chitosan fiber, collagen fiber and the like. It is also possible to use blends of these fiber materials.

放射線グラフト重合法では、まずグラフト重合すべき繊維物質に放射線を照射する。照射条件は、特に限定はないが、十分なグラフト効率を得るためには、脱酸素状態で、5〜200kGy、特に30〜100kGyが好ましい。酸素濃度は、必要とされる重合率でグラフト重合が達成される濃度であればよく、好ましくは、酸素濃度1%以下、より好ましくは、酸素濃度100ppm以下である。本発明の目的のために好適に用いることのできる放射線としては、α線、β線、ガンマ線、電子線、紫外線などがあげられるがこれらに限定されるものではない。工業的には、ガンマ線又は電子線が適している。  In the radiation graft polymerization method, first, the fiber material to be graft-polymerized is irradiated with radiation. Irradiation conditions are not particularly limited, but 5 to 200 kGy, particularly 30 to 100 kGy are preferable in a deoxygenated state in order to obtain sufficient graft efficiency. The oxygen concentration may be a concentration at which graft polymerization can be achieved at a required polymerization rate, and is preferably 1% or less, more preferably 100 ppm or less. Examples of radiation that can be suitably used for the purpose of the present invention include, but are not limited to, α rays, β rays, gamma rays, electron beams, ultraviolet rays, and the like. Industrially, gamma rays or electron beams are suitable.

次に行うグラフト重合は照射のタイミングにより、前照射グラフト重合法と同時照射グラフト重合法に分けられ、本発明はどちらの照射方法をも採用できる。前照射グラフト重合法はあらかじめ基材に放射線を照射した後、モノマーと接触させる重合方法であり、単独重合物の生成量が少ないため分離材料の製造方法にふさわしい。同時照射グラフト重合法は基材とモノマーとの共存下に放射線を照射するグラフト重合法である。本発明においては前照射グラフト重合法及び同時照射グラフト重合法のいずれも利用することが可能であるが、単独重合物(ホモポリマー)生成量の少ない前照射グラフト重合法がより好ましい。  The graft polymerization performed next is divided into a pre-irradiation graft polymerization method and a simultaneous irradiation graft polymerization method depending on the timing of irradiation, and either irradiation method can be employed in the present invention. The pre-irradiation graft polymerization method is a polymerization method in which the base material is irradiated with radiation in advance and then brought into contact with the monomer, and is suitable as a method for producing a separation material because the amount of homopolymer is small. The simultaneous irradiation graft polymerization method is a graft polymerization method in which radiation is irradiated in the presence of a substrate and a monomer. In the present invention, both the pre-irradiation graft polymerization method and the simultaneous irradiation graft polymerization method can be used, but the pre-irradiation graft polymerization method in which the amount of homopolymers (homopolymer) produced is small is more preferable.

接触させるモノマーが液体か又は気体かにより、それぞれ液相グラフト重合法と気相グラフト重合法とに分けられる。本発明では液相又は気相グラフト重合のいずれのグラフト重合方法も利用できる。また、液相及び気相グラフト重合法の中間に位置するグラフト重合法として含浸重合法がある。この方法は、予め所定のグラフト率が得られるようモノマー量を制御して基材に浸み込ませるグラフト重合法であるが、本発明はこのグラフト重合法にも利用できる。  Depending on whether the monomer to be contacted is liquid or gas, it is divided into a liquid phase graft polymerization method and a gas phase graft polymerization method, respectively. In the present invention, any of the graft polymerization methods of liquid phase or gas phase graft polymerization can be used. Further, there is an impregnation polymerization method as a graft polymerization method located between the liquid phase and the gas phase graft polymerization method. This method is a graft polymerization method in which the amount of monomer is controlled so as to obtain a predetermined graft ratio in advance and the substrate is immersed in the base material. The present invention can also be used for this graft polymerization method.

本発明の放射線グラフト重合法によって繊維に導入することのできる重合性ビニルモノマーとしては、それ自体が種々の機能性官能基を有する重合性ビニルモノマーや、或いはそれをグラフトした後に更に2次反応を行うことによって機能性官能基を導入することのできる重合性ビニルモノマーを用いることができる。  Examples of the polymerizable vinyl monomer that can be introduced into the fiber by the radiation graft polymerization method of the present invention include a polymerizable vinyl monomer having various functional functional groups, or a secondary reaction after grafting the polymerizable vinyl monomer. A polymerizable vinyl monomer which can introduce a functional functional group by performing can be used.

放射線グラフト重合法を利用して導入する官能基として、イオン交換基又はキレート基が好ましい。例えば、イオン交換基としてはスルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基、4級アンモニウム基、アミノ基などが利用できる。キレート基としてはイミノジ酢酸基を代表とするアミノ酸基、カルボキシル基を複数含有するキレート基、13級アミノ基を、単独又は複数含有するアミノ系官能基、アミノリン酸基、アミドキシム基、ヒドロキサム酸基より選択されるものを利用することができる。代表的なイオン交換基であるスルホン酸基や4級アンモニウム基はグラフト鎖を荷電反発により膨潤させるため、広い空間が形成され、銀化合物の担持やヨウ素イオンの吸着に好適である。As a functional group to be introduced using a radiation graft polymerization method, an ion exchange group or a chelate group is preferable. For example, as the ion exchange group, a sulfonic acid group, a carboxyl group, a phosphoric acid group, a quaternary ammonium group, an amino group, and the like can be used. As chelate groups, amino acid groups typified by iminodiacetic acid groups, chelate groups containing a plurality of carboxyl groups, amino functional groups, aminophosphate groups, amidoxime groups, hydroxamic acids containing one or more primary to tertiary amino groups Those selected from the group can be used. Since sulfonic acid groups and quaternary ammonium groups, which are typical ion exchange groups, swell the graft chain by charge repulsion, a wide space is formed and is suitable for supporting silver compounds and adsorbing iodine ions.

イオン交換基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、メタクリルスルホン酸、アリルスルホン酸及びこれらのアルカリ金属塩、ビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド(VBTAC)、アリールアミン、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドなどが利用できる。  Examples of the monomer having an ion exchange group include acrylic acid, methacrylic acid, styrene sulfonic acid, vinyl sulfonic acid, methacryl sulfonic acid, allyl sulfonic acid and alkali metal salts thereof, vinylbenzyltrimethylammonium chloride (VBTAC), arylamine, N , N-dimethylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, N, N-diethylaminoethyl methacrylate, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylaminopropylacrylamide and the like can be used.

代表的なアニオン交換基として4級アンモニウム基がある。このイオン交換基を有するモノマーとして(VBTAC)がある。繊維にこのモノマーをグラフト重合する場合は、繊維材質にもよるが非イオン性親水基を有するモノマーと共存させてもよい。例えば、N―ビニル−2−ピロリドンやヒドロキシエチルメタクリレートなどと混合モノマーをとすることによって容易にグラフト重合できる。また、3級アミンを有するN,N−ジエチルアミノエチルメタクリレートなどと併用してもよい。  A typical anion exchange group is a quaternary ammonium group. There exists (VBTAC) as a monomer which has this ion exchange group. When this monomer is graft polymerized to the fiber, it may coexist with a monomer having a nonionic hydrophilic group depending on the fiber material. For example, N-vinyl-2-pyrrolidone, hydroxyethyl methacrylate and the like can be easily graft-polymerized by using a mixed monomer. Further, N, N-diethylaminoethyl methacrylate having a tertiary amine may be used in combination.

2次反応を行ってイオン交換基やキレート基に転換できるモノマーとしてはアクリロニトリル、アクロレイン、ビニルピリジン、スチレン、クロロメチルスチレン、メタクリル酸グリシジル(GMA)、アクリル酸グリシジル、グリシジルソルベート、グリシジルメタイタコナート、グリシジルビニルスルホナート、エチルグリシジルマレアート、2−ビニルピロリドン、ジビニルベンゼン、1−ビニル−2−ピペリドン、N−ビニル−N−メチルアセタミドやこれらの誘導体などが含まれる。  Monomers that can be converted into ion exchange groups or chelate groups by performing a secondary reaction include acrylonitrile, acrolein, vinylpyridine, styrene, chloromethylstyrene, glycidyl methacrylate (GMA), glycidyl acrylate, glycidyl sorbate, and glycidyl metaitaconate. Glycidyl vinyl sulfonate, ethyl glycidyl maleate, 2-vinyl pyrrolidone, divinyl benzene, 1-vinyl-2-piperidone, N-vinyl-N-methylacetamide and derivatives thereof.

GMAの場合、スルホン酸基やカルボキシル基のようなカチオン交換基、イミノジ酢酸基などのキレート基および4級アンモニウム基のようなアニオン交換基など各種官能基導入が容易であるため、好適に利用できる。また、スチレンやクロロメチルスチレンもイオン交換基及びキレート基の導入が容易であり、好適に利用できる。  In the case of GMA, various functional groups such as a cation exchange group such as a sulfonic acid group and a carboxyl group, a chelate group such as an iminodiacetic acid group, and an anion exchange group such as a quaternary ammonium group can be easily introduced. . In addition, styrene and chloromethylstyrene can be easily used because ion exchange groups and chelate groups can be easily introduced.

GMAグラフト鎖に4級アンモニウム基を導入する場合、例えばGMAグラフト繊維を塩酸トリメチルアミン水溶液と接触させ、所定時間、所定温度で反応させることで4級アンモニウム基を導入できる。また、トリエチレンジアミン(TEDA)はトリメチルアミンのようなアミン臭がないため、作業性が良いばかりでなく、中性塩分解容量1.5meq/ g以上と4級アンモニウム基濃度を多量に導入できる。  When a quaternary ammonium group is introduced into the GMA graft chain, for example, the quaternary ammonium group can be introduced by bringing the GMA graft fiber into contact with a trimethylamine hydrochloride aqueous solution and reacting at a predetermined temperature for a predetermined time. In addition, triethylenediamine (TEDA) does not have an amine odor like trimethylamine, so that not only the workability is good, but also a neutral salt decomposition capacity of 1.5 meq / g or more and a quaternary ammonium group concentration can be introduced in a large amount.

銀イオン又は銀化合物を担持する方法は官能基の種類によって適宜選択できる。例えばアニオン交換基に塩化銀を担持するには、予めアニオン交換基の塩型を塩化物イオン型に転換し、次いで硝酸銀溶液と接触させることで容易に塩化銀の沈殿を基材内部に析出担持できる。4級アンモニウム基を塩化物イオン型に転換するには、0.1から1Mの塩化ナトリウム溶液に接触させることで容易に調製できる。また、塩化物イオン型のモノマーであれば、グラフト重合後のグラフト物が塩化物イオン型であるため、そのまま利用できる。  The method for supporting silver ions or silver compounds can be appropriately selected depending on the type of functional group. For example, to support silver chloride on the anion exchange group, the salt form of the anion exchange group is converted to the chloride ion type in advance, and then the silver chloride precipitate is easily supported inside the substrate by contacting with the silver nitrate solution. it can. In order to convert the quaternary ammonium group to the chloride ion type, it can be easily prepared by contacting with a 0.1 to 1 M sodium chloride solution. Further, any chloride ion type monomer can be used as it is because the graft product after graft polymerization is a chloride ion type.

塩化物イオン型のアニオン交換基に硝酸銀など水溶性の銀塩に接触させ、塩化銀を繊維内部に担持させる。銀イオンは膨潤したグラフト鎖間に拡散移動し、アニオン交換基に吸着していた塩化物イオンを奪い、その近傍で極めて微小な不溶性塩化銀を形成する。生成した不溶性塩化銀粒子は負の電荷を有し、正の電荷を有するグラフト鎖と静電的に引合い、多点吸着により強固に固定される。このように、繊維表層から中心部に向かって内部にドーナツ状に微小な塩化銀粒子が担持されるため、使用時での脱落を防止できる。海水のように塩素イオン濃度が極めて高い水溶液中でも塩化銀粒子の脱落が少ない。  A chloride ion-type anion exchange group is brought into contact with a water-soluble silver salt such as silver nitrate to carry silver chloride inside the fiber. Silver ions diffuse and move between the swollen graft chains, depriving the chloride ions adsorbed on the anion exchange groups, and forming extremely insoluble silver chloride in the vicinity thereof. The produced insoluble silver chloride particles have a negative charge, are attracted electrostatically to the graft chain having a positive charge, and are firmly fixed by multipoint adsorption. Thus, since fine silver chloride particles are supported in a donut shape from the fiber surface layer toward the center, falling off during use can be prevented. Even in aqueous solutions with extremely high chloride ion concentrations, such as seawater, silver chloride particles do not fall off.

カチオン交換基の場合は、塩型をH型又はNa型に調整し、次いで硝酸銀溶液を接触させることで銀イオンを吸着させることができる。この状態でも、気相中のヨウ素吸着に利用できる。また、銀イオンを吸着させた後、塩化物イオンを含有する薬品、例えば塩化ナトリウム水溶液と接触させることで塩化銀を析出担持できる。塩化ナトリウムの代わりに塩酸も同様に利用できる。液中に漏出する塩化銀の白濁が多い場合は、適宜白濁が消失するまで塩化ナトリウム水溶液や純水などで洗浄すればよい。銀イオンを吸着させた状態で塩素イオン濃度の高い被処理液体に浸漬すると、塩化銀が生成し、被処理液体中に漏出する。そのため、予め塩化ナトリウム水溶液等で洗浄し、塩化銀粒子としておけば、使用時での沈殿の漏出を抑えることができる。  In the case of a cation exchange group, silver ions can be adsorbed by adjusting the salt type to H type or Na type and then contacting with a silver nitrate solution. Even in this state, it can be used for adsorption of iodine in the gas phase. Further, after adsorbing silver ions, silver chloride can be deposited and supported by contacting with chemicals containing chloride ions, for example, sodium chloride aqueous solution. Hydrochloric acid can be used in the same manner instead of sodium chloride. If the silver chloride that is leaking into the liquid has a lot of white turbidity, it may be washed with a sodium chloride aqueous solution or pure water until the white turbidity disappears as appropriate. When immersed in a liquid to be treated having a high chlorine ion concentration while adsorbing silver ions, silver chloride is generated and leaks into the liquid to be treated. Therefore, if it wash | cleans previously with sodium chloride aqueous solution etc. and it is set as silver chloride particle | grains, the leakage of the precipitation at the time of use can be suppressed.

キレート基もイオン交換基の場合に準じて担持することができる。代表的なキレート基であるイミノジ酢酸基は弱酸性のカチオン交換基と同様に銀化合物を担持できる。ポリアミンのようにアニオン性のキレート基の場合はアニオン交換基の場合と同様に銀化合物を担持できる。  Chelate groups can also be supported according to the case of ion exchange groups. The iminodiacetic acid group, which is a typical chelate group, can carry a silver compound in the same manner as the weakly acidic cation exchange group. In the case of an anionic chelate group such as polyamine, a silver compound can be supported as in the case of an anion exchange group.

本発明を最も効果的に実施するには、グラフト鎖にアニオン交換基又はアニオン交換性キレート基を有する材料が好ましい。塩化銀の担持の際に、負に帯電した析出物と正に帯電した官能基の間で静電吸着力が働き、多点吸着で強固に保持できるからである。また、被吸着イオンのヨウ素はアニオンであるため、材料内部にまで拡散移動しアニオン交換する。アニオン交換基の中でも4級アンモニウム基を有する強塩基性アニオン交換基が好ましい。  In order to implement the present invention most effectively, a material having an anion exchange group or an anion exchange chelate group in the graft chain is preferred. This is because, when the silver chloride is supported, an electrostatic adsorption force acts between the negatively charged precipitate and the positively charged functional group, and can be firmly held by multipoint adsorption. In addition, since iodine of adsorbed ions is an anion, it diffuses and moves inside the material to exchange anions. Among the anion exchange groups, a strongly basic anion exchange group having a quaternary ammonium group is preferable.

前述のTEDAを導入した材料は4級アンモニウム基と反応性の高い3級アミノ基との両方の官能基を有するため、さらに好ましい。TEDAは図1の化学構造を有し、反応性の高い3級アミノ基を分子内に2個有している。したがって、一方のアミノ基がグラフト鎖のGMAのエポキシ基に結合し、4級アンモニウム化すると同時に他方のアミノ基の部が別のグラフト鎖と結合し、架橋構造を形成するため、担持したハロゲン化銀が脱落するのを抑えることができ、本発明の用途には非常に適している。  The above-described material into which TEDA is introduced has a functional group of both a quaternary ammonium group and a highly reactive tertiary amino group, and thus is more preferable. TEDA has the chemical structure shown in FIG. 1 and has two highly reactive tertiary amino groups in the molecule. Therefore, one amino group is bonded to the epoxy group of the GMA of the graft chain and quaternary ammonium is formed, and at the same time, the other amino group is bonded to another graft chain to form a crosslinked structure. Silver can be prevented from falling off, which is very suitable for the use of the present invention.

TEDAの導入経路を図2に示す。ように、繊維に放射線グラフト重合法によって、メタクリル酸グリシジル(GMA)をグラフト重合する。次いで、10%〜50%のTEDAの水溶液を場合によってはイソプロピルアルコールのようなアルコールを溶媒として、50〜80℃の温度で数時間加熱することによって容易にTEDAを導入することができる。TEDA導入済みの繊維はTEDAの2個の3級アミンの一端がGMAに結合し4級アンモニウム化しているが他端は3級アミンであり、両方のアミンがイオン交換に利用できる。このようにして、中性塩分解容量1.5meq/g程度の強塩基性アニオン交換繊維が容易に得られる。  The TEDA introduction route is shown in FIG. Thus, glycidyl methacrylate (GMA) is graft-polymerized on the fiber by a radiation graft polymerization method. Then, TEDA can be easily introduced by heating an aqueous solution of 10% to 50% TEDA, optionally with an alcohol such as isopropyl alcohol, at a temperature of 50 to 80 ° C. for several hours. In TEDA-introduced fiber, one end of two tertiary amines of TEDA is bonded to GMA to form a quaternary ammonium, but the other end is a tertiary amine, and both amines can be used for ion exchange. In this way, a strongly basic anion exchange fiber having a neutral salt decomposition capacity of about 1.5 meq / g can be easily obtained.

また、TEDAの3級アミンは非常に反応性に富み、求核性が高いため、他端のアミンも別のグラフト鎖と容易に結合する。この場合、グラフト鎖に架橋構造が形成されるため、ハロゲン化銀粒子を吸着材内部に保持するのに適している。  Further, TEDA tertiary amines are very reactive and highly nucleophilic, so the amine at the other end is also easily bonded to another graft chain. In this case, since a crosslinked structure is formed in the graft chain, it is suitable for holding the silver halide grains inside the adsorbent.

架橋の程度は滴定によって分析できる。架橋によって生成した4級アンモニウム基は塩化ナトリウムのような中性塩を分解する能力がある。例えば、1M程度の水酸化ナトリウム溶液に浸漬することによって、Cl型をOH型に再生した後、塩化ナトリウム水溶液に浸漬すると、Clイオンを吸着することによって、水酸化ナトリウムか生成する。この水酸化ナトリウム(NaOH)を濃度が正確に分かっている塩酸や硫酸によって中和滴定することで求められる。官能基導入前後の重量変化により、導入できたアミンの量が分かるため、この値と先に求めた4級アンモニウム基の値から、架橋に関与したアミノ基を算出することができる。  The degree of crosslinking can be analyzed by titration. The quaternary ammonium group produced by crosslinking is capable of decomposing neutral salts such as sodium chloride. For example, when the Cl type is regenerated to OH type by immersing it in a sodium hydroxide solution of about 1M, and then immersed in an aqueous sodium chloride solution, sodium hydroxide is produced by adsorbing Cl ions. This sodium hydroxide (NaOH) is obtained by neutralization titration with hydrochloric acid or sulfuric acid whose concentration is accurately known. Since the amount of amine introduced can be known from the change in weight before and after the introduction of the functional group, the amino group involved in crosslinking can be calculated from this value and the value of the quaternary ammonium group determined previously.

架橋が多いと、吸着速度や担持量にも影響するため、導入したTEDAの5%〜75%が適当である。5%以下の場合、4級アンモニウム基の量が少なく、十分な静電吸着力が働かない。また、75%以上の場合は、繊維の柔軟性が減じ強度の低下が起こる。  If there are many crosslinks, it will affect the adsorption rate and loading, so 5% to 75% of the introduced TEDA is suitable. In the case of 5% or less, the amount of quaternary ammonium groups is small, and sufficient electrostatic adsorption force does not work. On the other hand, if it is 75% or more, the flexibility of the fiber is reduced and the strength is lowered.

グラフト重合を実施する際、ジビニルベンゼンなど架橋剤を併用することも可能である。このほかトリアリルイソシアネートやエチレングリコールジメタクリレートなどの架橋剤も利用できる。担持した塩化銀粒子が脱落防止等に利用できる。  When carrying out the graft polymerization, a crosslinking agent such as divinylbenzene can be used in combination. In addition, crosslinking agents such as triallyl isocyanate and ethylene glycol dimethacrylate can be used. The supported silver chloride particles can be used to prevent dropping off.

海水のように塩類濃度が高い場合は、海水と同等かそれよりも塩類濃度の高い水溶液で洗浄しておくことで、過剰の銀イオンの固定および過剰の塩化銀粒子の洗浄除去ができるため使用中での塩化銀粒子の脱落を完全に防止することができる。  When salt concentration is high like seawater, it can be used because it can fix excess silver ions and wash away excess silver chloride particles by washing with an aqueous solution that is equivalent to or higher than seawater. It is possible to completely prevent the silver chloride grains from falling off.

カチオン交換基を利用する場合、先ず銀イオンをイオン交換により吸着させ、次いで塩化ナトリウム水溶液と接触させることで、塩化銀粒子を担持できるが、塩化銀粒子とカチオン交換基の電荷が両方とも負であるため、アニオン交換基に塩化銀を担持した場合と比べ、保持力が強固ではないが、使用環境など条件により適宜使用することができる。カチオン交換基の場合は、気相又は液相でも共存塩類濃度が低い場合などにおいて、銀イオンを吸着させたままで使用することが好ましい。使用環境により、適宜決めることができる。  When cation exchange groups are used, silver chloride particles can be supported by first adsorbing silver ions by ion exchange and then contacting with a sodium chloride aqueous solution. However, both the silver chloride particles and the cation exchange groups have negative charges. Therefore, the holding power is not strong as compared with the case where silver chloride is supported on the anion exchange group, but it can be used appropriately depending on conditions such as the use environment. In the case of a cation exchange group, it is preferable to use the cation exchange group while adsorbing silver ions when the concentration of the coexisting salts is low even in the gas phase or the liquid phase. It can be determined appropriately according to the usage environment.

イミノジ酢酸基の場合、カチオン交換性のキレート基であるため、アニオン交換基に塩化銀を担持した場合に比べ、ハロゲン化銀粒子の保持力が大きくはないが、使用環境によりグラフト側鎖の長さや担持量を適正に設定することで、利用することができる。エチレンジアミンなどのアニオン性キレート基は静電吸着力が働くため、好適に利用できる。  In the case of iminodiacetic acid group, it is a cation-exchangeable chelate group, so the retention of silver halide grains is not as great as when silver chloride is supported on the anion exchange group. It can be used by setting the sheath carrying amount appropriately. An anionic chelating group such as ethylenediamine can be suitably used because of its electrostatic adsorption force.

本放射性ヨウ素除去繊維と放射性ヨウ素含有液体との接触方法は、使用環境や汚染の状況等に応じて、さまざまな方法が提案できる。  Various methods can be proposed for contacting the radioactive iodine-removing fiber with the radioactive iodine-containing liquid depending on the use environment, the state of contamination, and the like.

本放射性ヨウ素除去繊維を切断したカット繊維を利用する場合、カット繊維と放射性ヨウ素含有水とを混合又は撹拌し、所定時間経過後に放射性ヨウ素を吸着した放射性ヨウ素除去繊維を、水は通過できるが放射性ヨウ素除去繊維を通過しない固液分離装置でろ過する使用方法が可能である。固液分離装置は金網やネットのようなもので十分である。この方法は、カット繊維の流動性の良さを利用しており、何ら吸着装置を必要とせず、ポンプ流動によって汚染水と隈なく接触させることが可能である。所定時間接触させた後はふるいで分離できる。高分子性の織布や不織布をふるいとして利用すれば、吸着材回収後の布を袋状に封をすることにより、吸着後の操作も楽である。空中に吊り下げ、液切りを行った後、乾燥させることも可能である。  When using cut fibers obtained by cutting this radioactive iodine removal fiber, the cut fiber and radioactive iodine-containing water are mixed or stirred, and water can pass through the radioactive iodine removal fiber that has adsorbed radioactive iodine after the lapse of a predetermined time, but radioactive The usage method which filters with the solid-liquid separator which does not pass an iodine removal fiber is possible. A solid-liquid separator such as a wire mesh or net is sufficient. This method uses the good fluidity of the cut fiber, does not require any adsorption device, and can be brought into contact with the contaminated water without any trouble by the pump flow. After contacting for a predetermined time, it can be separated by sieving. If a polymeric woven or non-woven fabric is used as a sieve, the post-adsorption operation is facilitated by sealing the adsorbent-collected fabric in a bag shape. It is also possible to dry after hanging in the air and draining the liquid.

放射性ヨウ素除去繊維を図3に示すようにモール状(組みひも状)に加工したものは放射性ヨウ素を含有した河川、湖沼、港湾、タンクを除染する場合など滞留水の処理に利用できる。モールとは、ロープの外側に放射状(ループ状)に繊維や撚糸を突出させた構造の一種の組みひもである。処理装置の本格導入が困難な場合などに、これら繊維材料を所定期間懸架又は係留し、所定期間経過後に放射性ヨウ素を吸着し終わった放射性ヨウ素除去材繊維を回収する方法も適用可能である。繊維は長物であるため一端を手繰り寄せるだけで放射性ヨウ素除去繊維を回収することができる。回収した繊維は放射性廃棄物として減容、焼却などの処分が容易である。  As shown in FIG. 3, the radioactive iodine-removed fiber processed into a mole shape (braided shape) can be used for the treatment of stagnant water such as when decontaminating rivers, lakes, harbors and tanks containing radioactive iodine. A molding is a kind of braid having a structure in which fibers and twisted threads are projected radially (looped) on the outside of a rope. When full-scale introduction of a processing apparatus is difficult, it is also possible to apply a method of suspending or mooring these fiber materials for a predetermined period and recovering the radioactive iodine removing material fiber that has adsorbed the radioactive iodine after the predetermined period has elapsed. Since the fibers are long, the radioactive iodine-removed fibers can be recovered simply by pulling one end. The recovered fibers are easy to dispose of as radioactive waste, such as volume reduction and incineration.

綿やカット繊維をネット状の袋に収納したものや長尺のシート又は長尺の糸の一端を流路に固定したものなどもモール状吸着材の使用方法と同様の使用方法が可能である。  A cotton or cut fiber stored in a net-shaped bag or a long sheet or one having a long thread fixed to the flow path can be used in the same manner as the molding adsorbent. .

従来の放射性ヨウ素吸着材はカラムに充填し、ポンプなどを使用して流通方式で使用されてきたが、そのような使用方法も可能である。カット繊維をそのままカラムに充填し、利用することができる。また、カット繊維をネットに収納した袋をカラムに充填すれば、使用後の取扱いが楽である。繊維は充填率がせいぜい40%であるため、空隙が多く、圧力損失が少ない。したがって、大きな吸着速度を利用して高速の処理が可能である。  Conventional radioactive iodine adsorbents are packed in a column and used in a distribution system using a pump or the like, but such a method of use is also possible. The cut fiber can be packed in a column as it is and used. In addition, if the column is filled with a bag containing cut fibers in a net, handling after use is easy. Since the fiber has a filling rate of at most 40%, there are many voids and low pressure loss. Therefore, high-speed processing is possible using a large adsorption speed.

繊維の集合体である撚糸を穴あきパイプのコアに巻回し図4のようなワインドフィルター状に成型したものも好適に利用できる。また、不織布をプリーツ折りしたプリーツフィルターも同様に利用できる。不織布や織布をそのままのり巻き状に巻回したロールフィルターなども利用できる。これらフィルターはカートリッジフィルターとしてハウジングに収納して使用することができ、放射性ヨウ素イオンに加え粒子に付着したものも同時に除去できる。  A twisted yarn that is an aggregate of fibers is wound around a core of a perforated pipe and molded into a wind filter shape as shown in FIG. A pleated filter obtained by pleating a nonwoven fabric can also be used. A roll filter obtained by winding a non-woven fabric or a woven fabric as it is can also be used. These filters can be used by being housed in a housing as a cartridge filter, and in addition to radioactive iodine ions, those adhering to the particles can be removed at the same time.

以下、本発明による放射性ヨウ素除去材とその評価結果を下記実施例にて示すが、本発明の範囲が限定されるわけではない。  Hereinafter, although the radioactive iodine removal material by this invention and its evaluation result are shown in the following Example, the range of this invention is not necessarily limited.

(1)放射性ヨウ素除去繊維1の製造
直径約40μmのナイロン繊維から成る撚糸を用い、ガンマ線を20kGy照射した。この照射済みの繊維をメタクリル酸グリシジル(GMA)10%メタノール溶液に浸漬し、40℃で6時間グラフト重合を行った。反応後の繊維を取り出し、メタノールで3回洗浄し、乾燥後の重量を測定した。重量増加率からグラフト率は106%であった。トリエチレンジアミン(TEDA)20%水溶液を塩酸で中和し、イソプロピルアルコールを40%となるよう加えた。この液にGMAグラフト繊維を浸漬し、70℃で5時間反応し、トリエチレンジアミンを導入した。この繊維の中性塩分解容量を測定したところ、1.53meq/gの強塩基性アニオン交換繊維が製造できた。このTEDA導入繊維を0.1M塩酸で処理した。水洗後、0.5Mの硝酸銀水溶液に1時間浸漬し、繊維内に塩化銀を担持した。さらに、1Mの塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。この後、純水で5回洗浄した。この洗浄によって、白濁は完全に消失した。このようにして、グラフト側鎖に結合した4級アンモニウム基とグラフト側鎖に結合しない3級アミンとを有する放射性ヨウ素除去繊維1が製造できた。
(1) Production of Radioactive Iodine Removal Fiber 1 Using a twisted yarn made of nylon fiber having a diameter of about 40 μm, gamma rays were irradiated at 20 kGy. The irradiated fibers were immersed in a 10% methanol solution of glycidyl methacrylate (GMA), and graft polymerization was performed at 40 ° C. for 6 hours. The fiber after the reaction was taken out, washed with methanol three times, and the weight after drying was measured. From the weight increase rate, the graft rate was 106%. A 20% aqueous solution of triethylenediamine (TEDA) was neutralized with hydrochloric acid, and isopropyl alcohol was added to 40%. GMA graft fiber was immersed in this solution and reacted at 70 ° C. for 5 hours to introduce triethylenediamine. When the neutral salt decomposition capacity of this fiber was measured, a strongly basic anion exchange fiber of 1.53 meq / g could be produced. The TEDA-introduced fiber was treated with 0.1M hydrochloric acid. After washing with water, it was immersed in a 0.5M aqueous silver nitrate solution for 1 hour to carry silver chloride in the fiber. Further, it was washed with 1M sodium chloride aqueous solution. Thereafter, it was washed 5 times with pure water. By this washing, the cloudiness disappeared completely. In this way, a radioactive iodine removing fiber 1 having a quaternary ammonium group bonded to the graft side chain and a tertiary amine not bonded to the graft side chain could be produced.

(2)放射性ヨウ素除去繊維2の製造
(1)と同様の基材繊維に同様のガンマ線照射を行った後、重量でビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド(VBTAC)20%、n−ビニル2ピロリドン10%および水70%のモノマー溶液に浸漬し、40℃で6時間グラフト重合を行った。グラフト率は41%であった。この繊維の中性塩分解容量は0.4meq/gであった。繊維を0.5Mの硝酸銀水溶液に1時間浸漬し、繊維内に塩化銀を担持した。さらに、1Mの塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。この後、純水で5回洗浄した。この洗浄によって、白濁は完全に消失した。強塩基性アニオン交換繊維に塩化銀を担持した放射性ヨウ素除去繊維2が製造できた。
(2) Production of radioactive iodine-removed fiber 2 The same base fiber as in (1) was irradiated with the same gamma ray, and then, by weight, vinylbenzyltrimethylammonium chloride (VBTAC) 20%, n-vinyl 2pyrrolidone 10% and It was immersed in a 70% water monomer solution and graft polymerization was carried out at 40 ° C. for 6 hours. The graft rate was 41%. The neutral salt decomposition capacity of this fiber was 0.4 meq / g. The fiber was immersed in an aqueous 0.5 M silver nitrate solution for 1 hour to carry silver chloride in the fiber. Further, it was washed with 1M sodium chloride aqueous solution. Thereafter, it was washed 5 times with pure water. By this washing, the cloudiness disappeared completely. A radioactive iodine removing fiber 2 in which silver chloride was supported on a strongly basic anion exchange fiber could be produced.

(3)放射性ヨウ素除去繊維3の製造
(1)のGMAグラフト済み繊維を重量で亜硫酸ナトリウム10%、イソプロピルアルコール15%、水75%の液に浸漬し、80℃の恒温槽に浸漬し、10時間反応した。この繊維は中性塩分解容量2.1meq/gの強酸性カチオン交換繊維であった。この繊維に0.5M硝酸銀水溶液を1時間接触させ、銀イオンを吸着させた。このようにして強酸性カチオン交換繊維に銀イオンが担持された放射性ヨウ素除去繊維3が製造できた。
(3) Production of radioactive iodine removing fiber 3 The GMA-grafted fiber of (1) is immersed in a solution of sodium sulfite 10%, isopropyl alcohol 15% and water 75% by weight, immersed in a constant temperature bath at 80 ° C., 10 Reacted for hours. This fiber was a strongly acidic cation exchange fiber having a neutral salt decomposition capacity of 2.1 meq / g. This fiber was brought into contact with a 0.5 M aqueous silver nitrate solution for 1 hour to adsorb silver ions. Thus, the radioactive iodine removal fiber 3 by which silver ion was carry | supported by the strongly acidic cation exchange fiber was able to be manufactured.

(4)放射性ヨウ素除去繊維4の製造
(3)に記載の放射性ヨウ素除去繊維3に1Mの塩化ナトリウム水溶液を40分接触させ、塩化銀を担持した。この際、白濁が生じたため、白濁が消失するまで塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。このようにして、強酸性カチオン交換繊維に塩化銀が担持された放射性ヨウ素除去繊維4が製造できた。
(4) Production of radioactive iodine removing fiber 4 A 1M sodium chloride aqueous solution was brought into contact with the radioactive iodine removing fiber 3 described in (3) for 40 minutes to carry silver chloride. At this time, since white turbidity occurred, washing was performed with an aqueous sodium chloride solution until the white turbidity disappeared. Thus, the radioactive iodine removal fiber 4 by which silver chloride was carry | supported by the strong acidic cation exchange fiber was able to be manufactured.

(5)ヨウ素イオン吸着試験
海水の塩類濃度とほぼ同様の塩類濃度である0.5Mの塩化ナトリウム水溶液を調製した。次に、ヨウ化カリウムをヨウ素イオン濃度10mg/lとなるよう加え、ヨウ素除去性能評価用原液とした。次に、この原液100mlに放射性ヨウ素除去繊維1〜4の10mmカット繊維をそれぞれ1g加え、1時間撹拌後に0.45μmのミリポアフィルターでろ過した。ろ液のヨウ素イオン濃度をICP−AESで測定したところ、表1の通りであった。
(5) Iodine ion adsorption test A 0.5 M sodium chloride aqueous solution having a salt concentration almost the same as the salt concentration of seawater was prepared. Next, potassium iodide was added to an iodine ion concentration of 10 mg / l to obtain a stock solution for evaluating iodine removal performance. Next, 1 g of 10 mm cut fibers of radioactive iodine removing fibers 1 to 4 was added to 100 ml of this stock solution, and the mixture was stirred for 1 hour and filtered through a 0.45 μm Millipore filter. It was as Table 1 when the iodine ion concentration of the filtrate was measured by ICP-AES.

現在、福島第1原子力発電所の多核種除去設備で汚染水の処理が行われている。この設備では、放射性セシウムや放射性ストロンチウムの除去については十分な除去が可能であるが、放射性ヨウ素については告示濃度以下を達成しているとはいえ、余裕をもってクリアしているわけではない。したがって、本発明の放射性ヨウ素除去繊維を既存の装置の吸着塔に充填する案やさらに高度な処理を行う高性能多核種除去設備など適用可能である。  Currently, contaminated water is being treated at the multi-nuclide removal facility at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. With this facility, it is possible to remove radioactive cesium and radioactive strontium sufficiently, but although radioactive iodine is below the reported concentration, it is not clear enough. Therefore, it is possible to apply a method of filling the radioactive iodine removing fiber of the present invention into an adsorption tower of an existing apparatus or a high-performance multi-nuclide removing facility for performing a more advanced treatment.

1 ループ
2 芯
3 コア
4 放射性ヨウ素吸着繊維
1 Loop 2 Core 3 Core 4 Radioactive iodine adsorption fiber

Claims (8)

イオン交換基、キレート基、又は親水基より選択された官能基をグラフト側鎖に有する有機高分子に銀又は銀化合物を付与した放射性ヨウ素除去材料  A radioactive iodine removing material in which silver or a silver compound is added to an organic polymer having a functional group selected from an ion exchange group, a chelate group, or a hydrophilic group in a graft side chain 前記官能基は放射線を照射し、有機高分子基材にイオン交換基、キレート基、又は親水基より選択された官能基を有するか、あるいはイオン交換基、キレート基、又は親水基より選択された官能基に転換可能なモノマーをグラフト重合することにより導入された請求項1記載の放射性ヨウ素除去材料  The functional group is irradiated with radiation and has a functional group selected from an ion exchange group, a chelate group, or a hydrophilic group on the organic polymer base material, or is selected from an ion exchange group, a chelate group, or a hydrophilic group. The radioactive iodine removing material according to claim 1 introduced by graft polymerization of a monomer that can be converted into a functional group. 前記官能基はスルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基、4級アンモニウム基、アミノ酸基、アミノリン酸基、イミノジ酢酸基、1〜3級アミノ基を単独又は複数含有するアミノ系官能基、アミドキシム基、ヒドロキサム酸基、アミド基、ヒドロキシル基より選択されるものである請求項1又は2記載の放射性ヨウ素除去材料  The functional group is a sulfonic acid group, a carboxyl group, a phosphoric acid group, a quaternary ammonium group, an amino acid group, an aminophosphoric acid group, an iminodiacetic acid group, an amino functional group containing a primary or tertiary amino group, or an amidoxime group. The radioactive iodine removing material according to claim 1 or 2, wherein the material is selected from hydroxamic acid groups, amide groups, and hydroxyl groups. 前記、有機高分子基材は繊維、カット繊維、繊維の集合体である撚糸、織布、不織布、多孔性中空糸、多孔性平膜、スポンジ状空隙材料又はそれらの加工品である請求項1、2又は3記載の放射性ヨウ素除去材料  The organic polymer base material is a fiber, a cut fiber, a twisted yarn that is an aggregate of fibers, a woven fabric, a nonwoven fabric, a porous hollow fiber, a porous flat membrane, a sponge-like void material, or a processed product thereof. The radioactive iodine removing material according to 2 or 3 前記加工品が前記有機高分子基材を水は透過できるが基材は透過しない袋に収納された袋状、ワインド状フィルター、プリーツ状フィルター、ロール状フィルター、組みひも状、モール状より選択されたものである請求項1、2、3又は4記載の放射性ヨウ素除去材料  The processed product is selected from a bag shape, a wind filter, a pleated filter, a roll filter, a braid shape, and a mold shape that are stored in a bag that allows water to pass through the organic polymer base material but not the base material. The radioactive iodine removing material according to claim 1, 2, 3, or 4 有機高分子基材に放射線を照射した後、イオン交換基、キレート基、又は親水基より選択された官能基を有するか、あるいはイオン交換基、キレート基、又は親水基より選択された官能基に転換可能なモノマーをグラフト重合することにより、有機高分子基材にグラフト側鎖を導入し、次いで少なくとも水溶性銀塩を接触させることにより、基材表面及び/又は内部に銀は銀化合物を付与する請求項1、2、3、4、5又は6記載の放射性ヨウ素除去材料の製造方法  After irradiating the organic polymer substrate with radiation, it has a functional group selected from an ion exchange group, a chelate group, or a hydrophilic group, or a functional group selected from an ion exchange group, a chelate group, or a hydrophilic group. By graft polymerization of a convertible monomer, a graft side chain is introduced into an organic polymer base material, and then at least a water-soluble silver salt is brought into contact with the surface, and / or silver gives a silver compound to the inside of the base material. A method for producing a radioactive iodine removing material according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6 前記水溶性銀塩を接触させた後、少なくとも塩化物イオンを含有する液体を接触させ、塩化銀を有機高分子基材の表面及び/又は内部に析出させた請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の放射性ヨウ素除去材料の製造方法  A liquid containing at least chloride ions is contacted after contacting the water-soluble silver salt, and silver chloride is precipitated on the surface and / or inside of the organic polymer substrate. Method for producing radioactive iodine removing material according to 5, 6 or 7 前記モノマーはスルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基、4級アンモニウム基、アミノ酸基、アミノリン酸基、イミノジ酢酸基、1〜3級アミノ基を単独又は複数含有するアミノ系官能基、アミドキシム基、ヒドロキサム酸基、アミド基、ヒドロキシル基を有するか又は転換可能なものより選択される請求項5記載の放射性ヨウ素除去材料の製造方法  The monomer is a sulfonic acid group, a carboxyl group, a phosphoric acid group, a quaternary ammonium group, an amino acid group, an aminophosphoric acid group, an iminodiacetic acid group, an amino functional group containing one or more primary to tertiary amino groups, an amidoxime group, 6. The method for producing a radioactive iodine removing material according to claim 5, wherein the material has a hydroxamic acid group, an amide group or a hydroxyl group or is selected from those capable of being converted.
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