JP2016059832A - Iodate ion adsorbing material and production process therefor - Google Patents
Iodate ion adsorbing material and production process therefor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016059832A JP2016059832A JP2014187073A JP2014187073A JP2016059832A JP 2016059832 A JP2016059832 A JP 2016059832A JP 2014187073 A JP2014187073 A JP 2014187073A JP 2014187073 A JP2014187073 A JP 2014187073A JP 2016059832 A JP2016059832 A JP 2016059832A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cerium
- carrier
- salt compound
- iodate
- iodate ion
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Description
本発明は、溶液中のヨウ素酸イオンを吸着、除去するためのヨウ素酸イオン吸着材及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an iodate ion adsorbent for adsorbing and removing iodate ions in a solution and a method for producing the same.
近年、原子力発電所の事故により多量にかつ多様な放射性元素が放出された為、該放射性元素の除去が要求されている。その中でも放射性ヨウ素である１３１Ｉは、放射性物質の中に多量に含まれており、１３１Ｉが多量に放出されて、人体が１３１Ｉを吸収すると１３１Ｉが甲状腺に蓄積され、甲状腺癌を発症する危険性がある。そのため、１３１Ｉの早急な除去が要求されている。 In recent years, a large amount of various radioactive elements have been released due to accidents at nuclear power plants, and thus removal of the radioactive elements is required. Its 131 I is radioiodine Among is contained in large amounts in the radioactive material, 131 I is a large amount of emission, the human body 131 upon absorption of I 131 I are accumulated in the thyroid, develop thyroid cancer There is a risk of doing. Therefore, rapid removal of 131 I is required.
原子力施設から排出される放射性ヨウ素の主な化学種は、ヨウ素、ヨウ化水素、ヨウ素酸等の無機ヨウ素、及びヨウ化メチル等の有機ヨウ素である。これらの中で、ヨウ素、ヨウ化水素、及びヨウ化メチルの除去には、活性炭にヨウ化カリウム（ＫＩ）を添着したＫＩ添着活性炭、ゼオライトに銀（Ａｇ）を添着したＡｇゼオライト、及び活性炭にトリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ：Ｔｒｉｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｄｉａｍｉｎｅ）を添着したＴＥＤＡ炭などのヨウ素吸着材が用いられている（例えば、特許文献１）。しかしながら、これらのヨウ素吸着材は、溶液中では活性炭やゼオライト等の担体から添着物が分離するため、溶液中での使用に不向きであり、溶液中に存在するヨウ素酸イオンを除去することができない。 The main chemical species of radioactive iodine discharged from nuclear facilities are inorganic iodine such as iodine, hydrogen iodide and iodic acid, and organic iodine such as methyl iodide. Among these, iodine, hydrogen iodide, and methyl iodide are removed by KI-added activated carbon in which potassium iodide (KI) is added to activated carbon, Ag zeolite in which silver (Ag) is added to zeolite, and activated carbon. An iodine adsorbent such as TEDA charcoal impregnated with triethylenediamine (TEDA) is used (for example, Patent Document 1). However, these iodine adsorbents are not suitable for use in a solution because the adsorbate is separated from a support such as activated carbon or zeolite in the solution, and iodate ions present in the solution cannot be removed. .
そこで、溶液中のヨウ素酸であるヨウ素酸イオンを除去する方法として、ヨウ素酸イオンに還元剤を作用させて分子状ヨウ素とした後、吸着体に該分子状ヨウ素を吸着させ除去する方法が提案されている（特許文献２）。 Therefore, as a method for removing iodate ions, which are iodic acid in the solution, a method is proposed in which a reducing agent is allowed to act on iodate ions to form molecular iodine and then adsorbed on the adsorbent to remove the molecular iodine. (Patent Document 2).
しかしながら、特許文献２に記載の方法では、ヨウ素酸イオン含有溶液中に妨害イオンや妨害分子が存在した場合、ヨウ素酸イオンの還元ができず、使用環境に制限があった。 However, in the method described in Patent Document 2, when interfering ions or interfering molecules exist in the iodate ion-containing solution, iodate ions cannot be reduced, and the use environment is limited.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、溶液中のヨウ素酸イオンを高効率で吸着、除去することができるヨウ素酸イオン吸着材及びその製造方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the iodate ion adsorption material which can adsorb | suck and remove the iodate ion in a solution with high efficiency, and its manufacturing method. To do.
本発明者らは、上記の課題を解決するべく鋭意検討した結果、担体に水酸化第二セリウムが添着されてなる、ヨウ素酸イオン吸着材が、ヨウ素酸イオンを高効率で吸着、除去することができることを見出した。上記ヨウ素酸イオン吸着材へのヨウ素酸イオンの吸着メカニズムは、下記式（１）に示すヨウ素酸ナトリウムと水酸化第二セリウムとの交換反応に基づくものと推定される。
すなわち、本発明は、以下の[１]〜[４]を提供する。
[１]担体に水酸化第二セリウムが添着されてなる、ヨウ素酸イオン吸着材。
[２]前記担体が、活性炭、及びアルミナのいずれかである、上記[１]に記載のヨウ素酸イオン吸着材。
[３]前記担体に対する前記水酸化第二セリウムの添着量が該担体の総質量１００質量％に対し、セリウム単体に換算して０．１〜４０質量％である、上記[１]又は[２]に記載のヨウ素酸イオン吸着材。
[４]担体に湿式又は乾式により、セリウム塩化合物またはセリウム塩化合物溶液を添加し、セリウム塩化合物添着担体を得る第一工程と、前記セリウム塩化合物添着担体のセリウム塩化合物を、酸化剤を用いて水酸化第二セリウムにする第二工程とを有する、ヨウ素酸イオン吸着材の製造方法。
That is, the present invention provides the following [1] to [4].
[1] An iodate ion adsorbent obtained by adding ceric hydroxide to a carrier.
[2] The iodate ion adsorbent according to [1] above, wherein the carrier is any one of activated carbon and alumina.
[3] The above [1] or [2], wherein the amount of ceric hydroxide attached to the carrier is 0.1 to 40% by mass in terms of cerium alone with respect to 100% by mass of the total mass of the carrier. ] The iodate ion adsorbent described in the above.
[4] A first step of adding a cerium salt compound or a cerium salt compound solution to a carrier by a wet or dry method to obtain a cerium salt compound-immobilized carrier, and the cerium salt compound of the cerium salt compound-immobilized carrier using an oxidizing agent And a second step of converting to cerium hydroxide.
本発明によれば、溶液中のヨウ素酸イオンを高効率で吸着、除去することができるヨウ素酸イオン吸着材及びその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the iodate ion adsorption material which can adsorb | suck and remove the iodate ion in a solution with high efficiency, and its manufacturing method can be provided.
まず、本発明のヨウ素酸イオン吸着材について説明する。
[ヨウ素酸イオン吸着材]
本発明のヨウ素酸イオン吸着材は、母体を構成する担体に、水酸化第二セリウムを添着させたものである。
また、本発明のヨウ素酸イオン吸着材は、担体にセリウム塩化合物を添着させたセリウム塩化合物添着担体のセリウム塩化合物を、酸化剤を用いて水酸化第二セリウムにしたものともいえる。
First, the iodate ion adsorbent of the present invention will be described.
[Iodate ion adsorbent]
The iodate ion adsorbent of the present invention is obtained by adding ceric hydroxide to a carrier constituting the base.
In addition, the iodate ion adsorbent of the present invention can be said to be obtained by converting the cerium salt compound of the cerium salt compound-attached carrier obtained by attaching the cerium salt compound to the carrier into ceric hydroxide using an oxidizing agent.
該担体としては、公知の活性炭及びアルミナのいずれかであることが好ましく、活性炭がより好ましい。
活性炭の原料としては、ヤシ殻、木質、石炭、石油系ピッチ等が挙げられる。中でも、吸着性能、強度のバランスがとれたヤシ殻活性炭が好ましい。これらの原料を炭化、賦活して活性炭とするが、その賦活方法は特に限定されず、公知の方法が利用できる。例えば、ガス賦活法や薬品賦活法などが挙げられる。
また、賦活された活性炭のＢＥＴ比表面積は、強度と吸着性能のバランスから、好ましくは１００〜２５００ｍ２／ｇであり、より好ましくは５００〜２２００ｍ２／ｇであり、更に好ましくは１０００〜２０００ｍ２／ｇである。ＢＥＴ比表面積は、気体吸着法により測定することができる。
また、活性炭の形状としては、球状、繊維状、棒状等が挙げられ、比表面積を大きくし、圧力損失を低減させる観点から、球状の活性炭を用いることが好ましい。
上記活性炭の平均粒径は、カラム内での処理速度、処理効率の観点から、好ましくは０．０７５〜５ｍｍであり、より好ましくは０．１〜３ｍｍであり、更に好ましくは０．３〜１ｍｍである。
なお、上記活性炭の平均粒径は、ＪＩＳ Ｋ１４７４：２０１３「粒度分布」に従い、測定した値を意味する。
The carrier is preferably any one of known activated carbon and alumina, and more preferably activated carbon.
Examples of the raw material for the activated carbon include coconut shell, wood, coal, and petroleum pitch. Of these, coconut shell activated carbon having a good balance between adsorption performance and strength is preferable. Although these raw materials are carbonized and activated to obtain activated carbon, the activation method is not particularly limited, and a known method can be used. Examples thereof include a gas activation method and a chemical activation method.
Further, BET specific surface area of the activated activated carbon, the intensity and the balance of the adsorption performance, preferably 100~2500m 2 / g, more preferably 500~2200m 2 / g, more preferably 1000 to 2000 2 / G. The BET specific surface area can be measured by a gas adsorption method.
Moreover, examples of the shape of the activated carbon include a spherical shape, a fiber shape, a rod shape, and the like. From the viewpoint of increasing the specific surface area and reducing the pressure loss, it is preferable to use a spherical activated carbon.
The average particle diameter of the activated carbon is preferably 0.075 to 5 mm, more preferably 0.1 to 3 mm, and still more preferably 0.3 to 1 mm, from the viewpoint of processing speed in the column and processing efficiency. It is.
The average particle diameter of the activated carbon means a value measured according to JIS K1474: 2013 “Particle size distribution”.
アルミナのＢＥＴ比表面積は、強度と吸着性能のバランスから、好ましくは５０〜５００ｍ２／ｇであり、より好ましくは１００〜４００ｍ２／ｇであり、更に好ましくは２００〜３００ｍ２／ｇである。ＢＥＴ比表面積は、気体吸着法により測定することができる。
また、アルミナの平均粒径は、カラム内での処理速度、処理効率の観点から、好ましくは０．０７５〜５ｍｍであり、より好ましくは０．１〜３ｍｍであり、更に好ましくは１〜３ｍｍである。
なお、上記アルミナの平均粒径は、ＪＩＳ Ｚ８９０１：２００６「粒子径」、「平均粒子径」に従い、測定した値を意味する。
本発明で用いる担体は上記の中から、２種類以上混合して用いることができる。
The BET specific surface area of alumina is preferably 50 to 500 m 2 / g, more preferably 100 to 400 m 2 / g, still more preferably 200 to 300 m 2 / g, from the balance between strength and adsorption performance. The BET specific surface area can be measured by a gas adsorption method.
Moreover, the average particle diameter of alumina is preferably 0.075 to 5 mm, more preferably 0.1 to 3 mm, and further preferably 1 to 3 mm from the viewpoint of the processing speed in the column and the processing efficiency. is there.
In addition, the average particle diameter of the alumina means a value measured according to JIS Z8901: 2006 “particle diameter” and “average particle diameter”.
The carrier used in the present invention can be used by mixing two or more of the above.
担体に添着された水酸化第二セリウムは、例えば、担体にセリウム塩化合物を添着させたセリウム塩化合物添着担体のセリウム塩化合物を、酸化剤を用いて酸化することにより得られる。
セリウム塩化合物は、水溶性であれば特に限定されず、例えば、＋３価のセリウムイオンを含む化合物としては、硝酸セリウム（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）、硫酸セリウム（Ｃｅ２（ＳＯ４）３・８Ｈ２Ｏ）、酢酸セリウム（Ｃｅ（ＣＨ３ＣＯＯ）３・Ｈ２Ｏ）、塩化セリウム（ＣｅＣｌ３・６Ｈ２Ｏ）、炭酸セリウム（Ｃｅ２（ＣＯ３）３・８Ｈ２Ｏ）等が挙げられ、＋４価のセリウムイオンを含む化合物としては、硫酸セリウム（Ｃｅ（ＳＯ４）２・４Ｈ２Ｏ）、硝酸二アンモニウムセリウム（Ｃｅ（ＮＨ４）２（ＮＯ３）６）、硫酸四アンモニウムセリウム（Ｃｅ（ＮＨ４）４（ＳＯ４）４・４Ｈ２Ｏ）等が挙げられる。中でも、溶解度の観点から、硝酸セリウム（Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）、硝酸二アンモニウムセリウム（Ｃｅ（ＮＨ４）２（ＮＯ３）６）を用いることが好ましい。
なお、これらは、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
水酸化第二セリウムは、担体の表面及び内部の隙間全体に添着されていても良いし、その一部に添着されていても良い。
The ceric hydroxide attached to the carrier can be obtained, for example, by oxidizing the cerium salt compound of the cerium salt compound-attached carrier obtained by attaching a cerium salt compound to the carrier using an oxidizing agent.
The cerium salt compound is not particularly limited as long as it is water-soluble, and examples of the compound containing + trivalent cerium ion include cerium nitrate (Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O), cerium sulfate (Ce 2 (SO 2 4) 3 · 8H 2 O) , cerium acetate (Ce (CH 3 COO) 3 · H 2 O), cerium chloride (CeCl 3 · 6H 2 O) , cerium carbonate (Ce 2 (CO 3) 3 · 8H 2 O ) And the like, and examples of the compound containing a tetravalent cerium ion include cerium sulfate (Ce (SO 4 ) 2 .4H 2 O), diammonium cerium nitrate (Ce (NH 4 ) 2 (NO 3 ) 6 ), Examples include cerium sulfate ammonium cerium (Ce (NH 4 ) 4 (SO 4 ) 4 .4H 2 O). Among them, it is preferable to use cerium nitrate (Ce (NO 3 ) 3 .6H 2 O) and diammonium cerium nitrate (Ce (NH 4 ) 2 (NO 3 ) 6 ) from the viewpoint of solubility.
In addition, these can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
The ceric hydroxide may be attached to the entire surface of the carrier and the entire internal gap, or may be attached to a part thereof.
また、本発明のヨウ素酸イオン吸着材に含まれる水酸化第二セリウムの含有量は、担体の総質量１００質量％に対し、セリウム単体に換算して、好ましくは０．１〜４０質量％であり、より好ましくは１〜４０質量％であり、より好ましくは５〜４０質量％であり、更に好ましくは１０〜４０質量％であり、より更に好ましくは２０〜４０質量％である。
また、担体が活性炭の場合には、より好ましくは１〜３５質量％であり、更に好ましくは１５〜３５質量％である。該担体がアルミナの場合には、より好ましくは０．５〜３０質量％であり、更に好ましくは１〜１５質量％である。０．１質量％以上とすることで、ヨウ素酸イオン吸着部位の低下を防ぎ、ヨウ素酸イオンの吸着量を増加させることができる。４０質量％以下とすることで、吸着塔通水時に担体から水酸化第二セリウムが脱離するのを防ぎ、また、担体のマクロ孔及びミクロ孔が埋まることによる比表面積の低下を防ぐことができ、ヨウ素酸イオンの吸着量を増やすことができる。
なお、本発明のヨウ素酸イオン吸着材に含まれる水酸化第二セリウムの含有量は、ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分光法）により確認することができ、また、組成の同定には粉末Ｘ線回折装置（ブルカー・エイエックス株式会社製、Ｄ８ ＤＩＳＣＯＶＥＲ）により確認することができる。
The content of ceric hydroxide contained in the iodate ion adsorbent of the present invention is preferably 0.1 to 40% by mass in terms of cerium alone with respect to 100% by mass of the total mass of the carrier. Yes, more preferably 1 to 40% by mass, more preferably 5 to 40% by mass, still more preferably 10 to 40% by mass, and still more preferably 20 to 40% by mass.
Moreover, when a support | carrier is activated carbon, More preferably, it is 1-35 mass%, More preferably, it is 15-35 mass%. When the carrier is alumina, it is more preferably 0.5 to 30% by mass, and further preferably 1 to 15% by mass. By setting it as 0.1 mass% or more, the fall of the iodate ion adsorption site | part can be prevented and the adsorption amount of iodate ion can be increased. By setting the amount to 40% by mass or less, it is possible to prevent ceric hydroxide from being detached from the support when the adsorption tower passes through, and to prevent a decrease in specific surface area due to filling of the macropores and micropores of the support. And the amount of adsorption of iodate ions can be increased.
The content of cerium hydroxide contained in the iodate ion adsorbent of the present invention can be confirmed by EDX (energy dispersive X-ray spectroscopy). It can be confirmed by a diffraction device (D8 DISCOVER, manufactured by Bruker Ax Co., Ltd.).
[ヨウ素酸イオン吸着材の製造方法]
次に、前述するヨウ素酸イオン吸着材の製造方法について説明する。
本発明のヨウ素酸イオン吸着材の製造方法は、担体に湿式又は乾式により、セリウム塩化合物またはセリウム塩化合物溶液を添加し、セリウム塩化合物添着担体を得る第一工程と、前記セリウム塩化合物添着担体のセリウム塩化合物を、酸化剤を用いて水酸化第二セリウムにする第二工程とを有する。
以下、各工程について詳しく説明する。
[Production method of iodate ion adsorbent]
Next, the manufacturing method of the iodate ion adsorbent mentioned above is demonstrated.
The method for producing an iodate ion adsorbent of the present invention includes a first step of adding a cerium salt compound or a cerium salt compound solution to a carrier by a wet or dry method to obtain a cerium salt compound-immobilized carrier, and the cerium salt compound-immobilized carrier. And a second step of converting the cerium salt compound to ceric hydroxide using an oxidizing agent.
Hereinafter, each step will be described in detail.
（第一工程）
本工程は、担体に湿式又は乾式により、セリウム塩化合物またはセリウム塩化合物溶液を添加し、セリウム塩化合物添着担体を得る工程である。
本工程においては、まず、担体、及びセリウム塩化合物又はセリウム塩化合物溶液を準備する。該担体及びセリウム塩化合物は、それぞれ上記[ヨウ素酸イオン吸着材]の項で説明したものを用いることができる。
(First step)
This step is a step of adding a cerium salt compound or a cerium salt compound solution to the carrier by a wet or dry method to obtain a cerium salt compound-immobilized carrier.
In this step, first, a carrier and a cerium salt compound or a cerium salt compound solution are prepared. As the carrier and the cerium salt compound, those described in the above section [Iodate ion adsorbent] can be used.
セリウム塩化合物溶液は、セリウム塩化合物を溶媒に溶解させ、調製する。
本発明で用いられる溶媒としては、水及び有機溶媒が挙げられる。水としては、イオン交換水、蒸留水などが挙げられ、有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、酢酸エチル、トルエン等が挙げられる。中でも、担体にセリウム塩化合物を均一に添着させる観点から、水を用いることが好ましい。
なお、これらは、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
また、セリウム塩化合物の溶液の固形分濃度は、特に限定されないが、好ましくは１〜８５質量％であり、より好ましくは１０〜８０質量％であり、更に好ましくは１５〜８０質量％である。
The cerium salt compound solution is prepared by dissolving a cerium salt compound in a solvent.
Examples of the solvent used in the present invention include water and organic solvents. Examples of water include ion-exchanged water and distilled water. Examples of organic solvents include methanol, ethanol, propanol, butanol, ethyl acetate, and toluene. Among these, water is preferably used from the viewpoint of uniformly attaching the cerium salt compound to the carrier.
In addition, these can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
Moreover, the solid content concentration of the solution of the cerium salt compound is not particularly limited, but is preferably 1 to 85% by mass, more preferably 10 to 80% by mass, and further preferably 15 to 80% by mass.
次に、担体にセリウム塩化合物又はセリウム塩化合物溶液を添加させ、セリウム塩化合物添着担体を得る。
該担体にセリウム塩化合物を添着する方法としては、公知の湿式又は乾式による添着方法を採用することができる。具体的には、担体にセリウム塩化合物溶液を吹き付ける方法や、水、又は有機溶媒に分散させた担体に、セリウム塩化合物又はセリウム塩化合物溶液を添加する方法が挙げられる。
得られたセリウム塩化合物添着物を水系の洗浄液で洗浄し、必要に応じて乾燥することで、セリウム塩化合物添着担体を得ることができる。
Next, a cerium salt compound or a cerium salt compound solution is added to the carrier to obtain a cerium salt compound-immobilized carrier.
As a method for attaching the cerium salt compound to the carrier, a known wet or dry attachment method can be employed. Specific examples include a method of spraying a cerium salt compound solution on a carrier and a method of adding a cerium salt compound or a cerium salt compound solution to water or a carrier dispersed in an organic solvent.
The obtained cerium salt compound-attached product is washed with an aqueous cleaning solution, and dried as necessary to obtain a cerium salt compound-attached carrier.
（第二工程）
本工程は、前記セリウム塩化合物添着担体のセリウム塩化合物を、酸化剤を用いて水酸化第二セリウムにする工程である。
担体に添着されたセリウム塩化合物を水酸化第二セリウムにする方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、セリウム塩化合物添着担体に酸化剤を添加し、該添着担体のセリウム塩化合物を水酸化第二セリウムに酸化する方法が挙げられる。また、該酸化剤を添加すると同時若しくはその後に塩基性化合物を添加してもよい。
(Second step)
This step is a step of converting the cerium salt compound of the cerium salt compound-attached carrier to ceric hydroxide using an oxidizing agent.
As a method for converting the cerium salt compound attached to the carrier to ceric hydroxide, a known method can be used. For example, there may be mentioned a method of adding an oxidizing agent to a cerium salt compound-supported carrier and oxidizing the cerium salt compound of the support carrier to ceric hydroxide. Further, the basic compound may be added simultaneously with or after the addition of the oxidizing agent.
酸化反応の温度は、通常２０〜１００℃、好ましくは２５〜８０℃の範囲である。反応温度をこの範囲内とすることで、酸化反応を十分に進行させることができるとともに、副反応の進行を抑えることができる。
また、酸化反応の時間は、反応温度にも影響されるが、通常０．５〜２４時間、好ましくは１〜８時間である。反応時間をこの範囲内とすることで、酸化反応を十分に進行させることができる。
The temperature of the oxidation reaction is usually 20 to 100 ° C, preferably 25 to 80 ° C. By setting the reaction temperature within this range, the oxidation reaction can sufficiently proceed and the side reaction can be prevented from proceeding.
Moreover, although the time of oxidation reaction is influenced also by reaction temperature, it is 0.5 to 24 hours normally, Preferably it is 1 to 8 hours. By setting the reaction time within this range, the oxidation reaction can sufficiently proceed.
本工程で用いられる酸化剤としては、過酸化水素、硝酸塩、過マンガン酸塩等が挙げられる。不純物の混入、洗浄の容易性の観点から、過酸化水素を用いることが好ましい。
酸化剤の使用量は、担体に添着されたセリウム塩化合物中のセリウムに対して、好ましくは０．５〜１．５当量であり、より好ましくは、０．７５〜１．２５当量であり、更に好ましくは０．９〜１．１当量である。０．５当量以上とすることで、酸化反応を十分進行させることができる。１．５当量以下とすることで、副反応を抑えることができる。
Examples of the oxidizing agent used in this step include hydrogen peroxide, nitrate, permanganate and the like. From the viewpoint of mixing of impurities and ease of cleaning, it is preferable to use hydrogen peroxide.
The amount of the oxidizing agent used is preferably 0.5 to 1.5 equivalents, more preferably 0.75 to 1.25 equivalents with respect to cerium in the cerium salt compound attached to the carrier. More preferably, it is 0.9-1.1 equivalent. By setting it to 0.5 equivalent or more, the oxidation reaction can be sufficiently advanced. By setting it to 1.5 equivalents or less, side reactions can be suppressed.
本工程で用いられる塩基性化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属水酸化物等が挙げられる。
塩基性化合物の使用量は、担体に添着されたセリウム塩化合物中のセリウムに対して、好ましくは１〜２０当量であり、より好ましくは、２〜１０当量であり、更に好ましくは０．３〜５当量である。
Examples of the basic compound used in this step include alkali metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and magnesium hydroxide, or alkaline earth metal hydroxides.
The amount of the basic compound used is preferably 1 to 20 equivalents, more preferably 2 to 10 equivalents, and still more preferably 0.3 to 0.3 based on cerium in the cerium salt compound attached to the carrier. 5 equivalents.
反応終了後、水酸化第二セリウム添着担体を水系の洗浄液で洗浄し、必要に応じて乾燥処理、分級処理を行う。
乾燥処理は、原料、溶媒に応じて変わるが、通常は室温（２５℃）〜８０℃の範囲で、１時間以上４８時間以下で行う。
After completion of the reaction, the cerium hydroxide-supported carrier is washed with an aqueous washing solution, and dried and classified as necessary.
The drying treatment varies depending on the raw materials and the solvent, but is usually performed in the range of room temperature (25 ° C.) to 80 ° C. for 1 hour to 48 hours.
次に実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited at all by these examples.
[ヨウ素酸イオン吸着試験]
あらかじめヨウ素酸ナトリウム１５５．９ｐｐｍ（ヨウ素として１００ｐｐｍ）水溶液を調製した。試験管にヨウ素酸イオン吸着材５０ｍｇ、及び上記で調製した試験液５０ｍｌ（ｐＨ約６．５）を混合し、卓上小型振とう機を用いて６０ｒｐｍで２４時間振とうした。その後、穴径０．４５μｍのメンブレンフィルターで固液分離を行い、試験液中のヨウ素イオン濃度をイオンクロマトグラフィー（日本ダイオネクス（株）製、Ｄｉｏｎｅｘ ＩＣＳ−９０）により測定した。
[Iodate ion adsorption test]
An aqueous solution of sodium iodate 155.9 ppm (100 ppm as iodine) was prepared in advance. In a test tube, 50 mg of an iodate ion adsorbent and 50 ml of the test solution prepared above (pH: about 6.5) were mixed and shaken at 60 rpm for 24 hours using a desktop small shaker. Thereafter, solid-liquid separation was performed with a membrane filter having a hole diameter of 0.45 μm, and the iodine ion concentration in the test solution was measured by ion chromatography (Dionex ICS-90, manufactured by Nippon Dionex Co., Ltd.).
ヨウ素酸イオン吸着性能は下記式（１）により、ヨウ素酸中のヨウ素イオンを用いてヨウ素吸着量として求めた。結果を第１表に示す。
ヨウ素吸着量（ｍｇ／ｇ）＝（Ｃ０−Ｃ１）×Ｌ／Ｍ・・・（１）
Ｃ０：初期試験液中のヨウ素イオン濃度（質量％）、Ｃ１：試験後の試験液中のヨウ素イオン濃度（質量％）、Ｍ：ヨウ素酸イオン吸着材の重量（ｇ）、Ｌ：使用した試験液量（ｍｇ）
The iodate ion adsorption performance was determined as an iodine adsorption amount using iodine ions in iodic acid according to the following formula (1). The results are shown in Table 1.
Iodine adsorption amount (mg / g) = (C 0 −C 1 ) × L / M (1)
C 0 : Iodine ion concentration (mass%) in the initial test solution, C 1 : Iodine ion concentration (mass%) in the test solution after the test, M: Weight (g) of iodate ion adsorbent, L: Use Test solution volume (mg)
（実施例１）
[ヨウ素酸イオン吸着材の合成]
担体として棒状活性炭（和光純薬工業株式会社製、棒状活性炭、平均粒径０．８ｍｍ、ＢＥＴ比表面積１０００〜２０００ｍ２／ｇ）１．０ｇの入ったビーカーに、硝酸セリウムとして５６質量％に調製した硝酸セリウム水溶液（和光純薬工業株式会社製、硝酸セリウム（ＩＩＩ）・六水和物）２．０ｇをゆっくりと滴下し、滴下終了後１時間撹拌混合を行った。得られた硝酸セリウム添着物を、５０℃で２４時間乾燥させ、次に、５質量％水酸化ナトリウム水溶液１５ｍｌ、及び過酸化水素０．４ｇの混合溶液の入ったビーカーに、上記で得られた硝酸セリウム添着活性炭全量を加え、室温で１時間攪拌させ、活性炭に添着された硝酸セリウムを水酸化第二セリウムにした。その後、水酸化第二セリウム添着活性炭を蒸留水で洗浄し、５０℃で終日乾燥させ、ヨウ素酸イオン吸着材（セリウム含有率（担体の総質量１００質量％に対するセリウム単体換算値）：３１．０質量％）を得た。
なお、ヨウ素酸イオン吸着材に含まれる水酸化第二セリウムの含有量は、ヨウ素酸イオン吸着材を粉砕しＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分光法）により確認を行った。また組成の同定は粉末Ｘ線回折装置（ブルカー・エイエックス株式会社製、Ｄ８ ＤＩＳＣＯＶＥＲ）により確認した。
得られたヨウ素酸イオン吸着材を用いて、上記のヨウ素酸イオン吸着試験を行った。
Example 1
[Synthesis of iodate ion adsorbent]
Prepared to 56% by mass as cerium nitrate in a beaker containing 1.0 g of rod-shaped activated carbon (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., rod-shaped activated carbon, average particle size 0.8 mm, BET specific surface area 1000 to 2000 m 2 / g). 2.0 g of the cerium nitrate aqueous solution (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., cerium nitrate (III) hexahydrate) was slowly added dropwise and stirred and mixed for 1 hour after completion of the addition. The obtained cerium nitrate adduct was dried at 50 ° C. for 24 hours, and then obtained in a beaker containing a mixed solution of 5% by weight aqueous sodium hydroxide solution 15 ml and hydrogen peroxide 0.4 g. The total amount of cerium nitrate-impregnated activated carbon was added and stirred at room temperature for 1 hour to convert the cerium nitrate impregnated to the activated carbon to ceric hydroxide. Thereafter, the activated carbon adsorbed with cerium hydroxide was washed with distilled water, dried at 50 ° C. for one day, and an iodate ion adsorbent (cerium content (converted to cerium alone with respect to 100 mass% of the total mass of the carrier): 31.0 Mass%).
The content of ceric hydroxide contained in the iodate ion adsorbent was confirmed by EDX (energy dispersive X-ray spectroscopy) after pulverizing the iodate ion adsorbent. The identification of the composition was confirmed by a powder X-ray diffractometer (manufactured by Bruker Ax Co., Ltd., D8 DISCOVER).
Said iodate ion adsorption test was done using the obtained iodate ion adsorbent.
（実施例２）
担体として球状アルミナ（住友化学株式会社製、商品名：高純度アルミナＨＤ−１３、粒径１〜３ｍｍ、ＢＥＴ比表面積３１０ｍ２／ｇ）を用いた以外は、実施例１と同様にしてヨウ素酸イオン吸着材（セリウム含有率（担体の総質量１００質量％に対するセリウム単体換算値）：１４．１９質量％）を得て、上記のヨウ素酸イオン吸着試験を行った。
(Example 2)
Iodic acid in the same manner as in Example 1, except that spherical alumina (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name: high purity alumina HD-13, particle size 1 to 3 mm, BET specific surface area 310 m 2 / g) was used as the carrier. An ion adsorbent (cerium content (cerium simple substance conversion value with respect to 100 mass% of the total mass of the carrier): 14.19 mass%) was obtained, and the iodate ion adsorption test was performed.
（実施例３）
担体として活性アルミナ（水澤化学工業株式会社製、商品名：活性アルミナＣＰＮ）を用いた以外は、実施例１と同様にしてヨウ素酸イオン吸着材（セリウム含有率（担体の総質量１００質量％に対するセリウム単体換算値）：４．４０質量％）を得て、上記のヨウ素酸イオン吸着試験を行った。
(Example 3)
Except for using activated alumina (trade name: activated alumina CPN, manufactured by Mizusawa Chemical Co., Ltd.) as the carrier, the same as in Example 1, the iodate ion adsorbent (cerium content (based on the total mass of the carrier of 100% by mass) Cerium simple substance conversion value): 4.40% by mass) was obtained, and the iodate ion adsorption test was performed.
（比較例１）
棒状活性炭（和光純薬工業株式会社製、棒状活性炭、平均粒径０．８ｍｍ、ＢＥＴ比表面積１０００〜２０００ｍ２／ｇ）を用いて、上記のヨウ素酸イオン吸着試験を行った。
(Comparative Example 1)
The above iodate ion adsorption test was performed using rod-shaped activated carbon (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., rod-shaped activated carbon, average particle size 0.8 mm, BET specific surface area 1000 to 2000 m 2 / g).
（比較例２）
球状アルミナ（住友化学株式会社製、商品名：高純度アルミナＨＤ−１３）を用いて、上記のヨウ素酸イオン吸着試験を行った。
(Comparative Example 2)
The above iodate ion adsorption test was performed using spherical alumina (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name: high purity alumina HD-13).
（比較例３）
活性アルミナ（水澤化学工業株式会社製、商品名：活性アルミナＣＰＮ）を用いて、上記のヨウ素酸イオン吸着試験を行った。
(Comparative Example 3)
The above iodate ion adsorption test was conducted using activated alumina (trade name: activated alumina CPN, manufactured by Mizusawa Chemical Co., Ltd.).
（結果のまとめ）
表１から明らかなように、活性炭に水酸化第二セリウムが添着されたヨウ素酸イオン吸着材を用いた実施例１と、活性炭のみを用いた比較例１とを比較すると、実施例１の方が、ヨウ素吸着量が多く、活性炭に水酸化第二セリウムを添着させることにより、ヨウ素酸イオンの吸着性能を向上させることができた。また、アルミナのみを用いた比較例２及び３では、ヨウ素吸着量が少量であるのに対して、アルミナに水酸化第二セリウムが添着されたヨウ素酸イオン吸着材を用いた実施例２及び３では、いずれもヨウ素吸着量が増加しており、ヨウ素酸イオンの吸着性能が向上した。
(Summary of results)
As is clear from Table 1, when Example 1 using an iodate ion adsorbent in which activated carbon is impregnated with ceric hydroxide is compared with Comparative Example 1 using only activated carbon, Example 1 is compared. However, the adsorption amount of iodate ions could be improved by adding a large amount of iodine and adding cerium hydroxide to the activated carbon. Further, in Comparative Examples 2 and 3 using only alumina, the iodine adsorption amount is small, whereas Examples 2 and 3 using an iodate ion adsorbent in which ceric hydroxide is added to alumina are used. In both cases, the amount of iodine adsorption increased, and the adsorption performance of iodate ions improved.
本発明のヨウ素酸イオン吸着材は、溶液中のヨウ素酸イオンを高効率で吸着、除去することができるため、特に核施設から流出する放射性ヨウ素の回収に適している。 Since the iodate ion adsorbent of the present invention can adsorb and remove iodate ions in a solution with high efficiency, it is particularly suitable for the recovery of radioactive iodine flowing out from a nuclear facility.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014187073A JP2016059832A (en) | 2014-09-12 | 2014-09-12 | Iodate ion adsorbing material and production process therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014187073A JP2016059832A (en) | 2014-09-12 | 2014-09-12 | Iodate ion adsorbing material and production process therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016059832A true JP2016059832A (en) | 2016-04-25 |
Family
ID=55796582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014187073A Pending JP2016059832A (en) | 2014-09-12 | 2014-09-12 | Iodate ion adsorbing material and production process therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2016059832A (en) |
-
2014
- 2014-09-12 JP JP2014187073A patent/JP2016059832A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | 3D hierarchical porous-structured biochar aerogel for rapid and efficient phenicol antibiotics removal from water | |
| JP6513401B2 (en) | Active carbon fiber having high active surface area | |
| Li et al. | Degradation of bezafibrate in wastewater by catalytic ozonation with cobalt doped red mud: efficiency, intermediates and toxicity | |
| Liu et al. | Adsorption of lead (Pb) from aqueous solution with Typha angustifolia biomass modified by SOCl2 activated EDTA | |
| Liu et al. | Preparation of perovskites PbBiO2I/PbO exhibiting visible-light photocatalytic activity | |
| WO2016013619A1 (en) | Activated carbon with excellent adsorption performance and process for producing same | |
| JP6290900B2 (en) | Activated carbon for water purifier | |
| JP2016198720A (en) | Ammonia decomposition catalyst, method for producing ammonia decomposition catalyst, method for producing hydrogen and apparatus for producing hydrogen | |
| JP6737435B2 (en) | Method for producing fine particles carrying a noble metal solid solution | |
| TWI742097B (en) | Radioactive iodine adsorption material and its manufacturing method | |
| Lv et al. | Facile Preparation and Characterization of Nanostructured BiOI microspheres with certain adsorption-photocatalytic properties | |
| CA3007617C (en) | Adsorbent for radioactive antimony, radioactive iodine and radioactive ruthenium, and treatment method of radioactive waste water using the adsorbent | |
| CA3007460C (en) | Treatment method of radioactive waste water containing radioactive cesium and radioactive strontium | |
| JP2017116407A5 (en) | ||
| JP2016059832A (en) | Iodate ion adsorbing material and production process therefor | |
| WO2017146137A1 (en) | Silver-carrying zeolite molded article | |
| JP5988706B2 (en) | Cesium capturing material and method for producing the same | |
| JP6708663B2 (en) | Method for treating radioactive liquid waste containing radioactive cesium and radioactive strontium | |
| JP2016099157A (en) | Method for producing cesium adsorbent | |
| JP2016036790A (en) | Iodine adsorbent and method for producing the same | |
| CN106311133B (en) | Solid purificant and preparation method thereof | |
| WO2018221633A1 (en) | Water-resistant sulfur compound adsorbent | |
| JP7464963B2 (en) | Visible light responsive titanium oxide supporting material, method for decomposing organic matter, and method for producing visible light responsive titanium oxide supporting material | |
| CN106185927B (en) | The preparation method of wood activated charcoal containing cerium | |
| JP5950734B2 (en) | Cesium ion detection method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20160520 |