TW201615267A - 吸附劑及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可幾乎不受鈣的影響，而將水中所含的鍶選擇性地吸附去除的吸附劑。一種鍶的吸附劑，包含矽酸鋇。矽酸鋇為非晶質，或為結晶質。吸附劑的BET比表面積為15 m2 /g以上且50 m2 /g以下。吸附劑較佳為BaO/SiO2 的莫耳比為0.6以上且0.7以下。另外，吸附劑較佳為以50質量%以上的比例含有BaO成分。

Description

吸附劑及其製造方法
本發明是有關於一種可較佳地用於將水中所含的鍶吸附去除的吸附劑及其製造方法。
先前，於放射性廢液中所含的放射性核種的吸附去除中，一直使用例如無機系吸附劑或離子交換樹脂等。例如，於專利文獻1中，提出有利用作為一種無機系吸附劑的二氧化錳對高鹽濃度的溶液進行處理，從而去除鍶及/或銻的方法。於專利文獻2中，提出有於被放射性鍶污染的海水或包含海水鹽成分的水溶液中使用由褐藻酸鈣膜被覆的A型沸石或X型沸石的處理方法。於專利文獻3中，提出有將包含放射性銫及放射性鍶的放射性廢液供給至填充有吸附材的吸附材層，從而藉由該吸附材去除放射性銫及鍶的處理方法，所述吸附材包含鈦矽酸鹽化合物、鈦酸、鈦酸鹽及沸石化合物中的至少一種。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平4-86599號公報 [專利文獻2]日本專利特開2013-174578號公報 [專利文獻3]日本專利特開2014-29269號公報
[發明所欲解決之課題]
然而，海水中含有遠多於鍶的同族離子（鈣或鎂），在欲自該些同族離子中將鍶選擇性地高效去除的情況下，受到共存的鈣的影響而難以選擇性地高效分離吸附鍶。
本發明的課題在於提供一種可消除所述現有技術所具有的各種缺點的鍶的吸附劑及其製造方法。 [解決課題之手段]
本發明提供一種吸附劑，其為包含顯示BaSiO3 ･H2 O的XRD繞射峰的矽酸鋇的鍶的吸附劑，並且 所述吸附劑的BET比表面積為15 m2 /g以上且50 m2 /g以下。
另外，本發明提供一種吸附劑，其為包含在XRD繞射測定中觀察到非晶質矽酸鋇的暈峰（halo peak）的矽酸鋇的鍶的吸附劑，並且 所述吸附劑的BET比表面積為15 m2 /g以上且50 m2 /g以下。
進而，本發明提供一種吸附劑的製造方法作為所述吸附劑的較佳的製造方法，其具有使氫氧化鋇與矽酸的可溶性鹼金屬鹽反應的步驟；並且 所述步驟中，相對於氫氧化鋇1莫耳，而以SiO2 換算計以1.2莫耳以上且2.5莫耳以下的比例使用矽酸的可溶性鹼金屬鹽，且將反應溫度設定為60℃以上且100℃以下。
再另外，本發明提供一種吸附劑的製造方法作為所述吸附劑的較佳的製造方法，其具有使氫氧化鋇與矽酸的可溶性鹼金屬鹽反應的步驟；並且 所述步驟中，相對於氫氧化鋇1莫耳，而以SiO2 換算計以1.2莫耳以上且2.5莫耳以下的比例使用矽酸的可溶性鹼金屬鹽，且將反應溫度設定為5℃以上且未滿60℃。 [發明的效果]
根據本發明，可幾乎不受作為共存種的鈣的影響，而將水中所含的鍶選擇性地吸附去除。
本發明的吸附劑包含矽酸鋇。矽酸鋇為結晶質，或為非晶質。於矽酸鋇為結晶質的情況下，該矽酸鋇顯示BaSiO3 ･H2 O的XRD繞射峰。BaSiO3 ･H2 O的XRD繞射峰中，於2θ=23.5°、2θ=24.2°、2θ=26.5°、2θ=30.0°、2θ=33.9°、2θ=49.7°觀察到作為主要峰的峰。最強峰為2θ=23.5°。於矽酸鋇為非晶質者的情況下，XRD繞射測定中觀察到非晶質矽酸鋇的暈峰。
所述XRD繞射峰是藉由將本發明的吸附劑作為測定對象的粉末X射線法而測定。測定條件設為如下所述般。即，測定設備使用裝置名：D8 ADVANCE、製造商：布魯克（Bruker）AXS。將測定條件設定為Cu靶-Kα、管電壓40kV、管電流40mA、掃描速度0.1°/sec而進行X射線繞射測定。
本發明中，藉由吸附劑中包含矽酸鋇，能夠發揮如下有利效果：即便於鈣共存的情況下，亦可幾乎不受其影響而將水中所含的鍶選擇性地吸附去除。特別是可將鹽濃度高的水中、例如海水中所含的鍶選擇性地吸附去除。本發明者認為發揮此種有利效果的理由為如下所述。若本發明的吸附劑與含有鍶的水、例如海水接觸，則於吸附劑中所含的矽酸鋇的表面存在的Ba與海水中的硫酸根離子（SO4 - ）反應。藉由該反應而生成作為水難溶性化合物的硫酸鋇。所生成的硫酸鋇沈積於矽酸鋇的表面。可認為與此同時，Sr離子被選擇性地吸附於Ba離子自矽酸鋇脫落而形成的空隙中。
本發明者研究的結果判明，矽酸鋇所含的可與硫酸根離子反應的Ba成分中比表面積大者增多。即判明，與比表面積小的矽酸鋇相比，比表面積大的矽酸鋇的鍶的選擇性吸附能力變高。
即，本發明的吸附劑的特徵之一在於其BET比表面積大。具體而言，較佳為BET比表面積為15 m2 /g以上且50 m2 /g以下，更佳為20 m2 /g以上且50 m2 /g以下，進而佳為22 m2 /g以上且40 m2 /g以下。作為具有該範圍的比表面積的本發明的吸附劑，鍶的選擇性吸附性能及吸附速度非常良好。BET比表面積是使用島津製作所製造的Flowsorb II2300（商品名）藉由BET一點法而測定。所使用的氣體設為氮氦混合氣體（氮30 vol%（體積百分比））。
於BaSiO3 ･H2 O所表示的矽酸鋇中，BaO含有率理論上為71.9質量%，但本發明的吸附劑所含的矽酸鋇較佳為BaO含有率為50質量%以上，特佳為52質量%以上，尤佳為55質量%以上。BaO成分與海水中的硫酸根離子鍵結，而生成作為水難溶性物質的硫酸鋇。因此，BaO成分越多，矽酸鋇與海水中的硫酸根離子的反應性越優異。但是，若BaO含有率變得過高，則有於鍶吸附後吸附劑脆化的傾向。因此，將BaO含有率的上限值設為較佳為70質量%以下，更佳為68質量%以下，藉此，本發明的吸附劑成為耐久性優異、且鍶的選擇性吸附能力亦高者。為了將矽酸鋇中的BaO含有率設為所述值以上，例如只要利用後述方法來合成矽酸鋇即可。此外，所述有效BaO成分的量是指自矽酸鋇中的BaO的量減去並非源自矽酸鋇的BaO的量所得的值。
所述BaO成分是使用螢光X射線，藉由如下方法而測定。即，作為螢光X射線分析裝置，使用理學（Rigaku）公司製造的ZSX100e。將測定條件設為管球：Rh（4 kW）、環境：真空、分析窗材料：Be（厚度30 μm）、測定模式：SQX分析（EZ掃描）、測定直徑：30mmf，而進行全部元素測定。測定結果以氧化物換算表示。
矽酸鋇中的BaO成分的比例較佳為如上所述，並且，矽酸鋇中的BaO/SiO2 的莫耳比較佳為0.6以上且0.7以下，更佳為0.62以上且0.69以下，進而佳為0.63以上且0.68以下。藉由將BaO/SiO2 的莫耳比設定於該範圍內，而使鍶的選擇性吸附性能進一步提高。為了將矽酸鋇中的BaO/SiO2 的莫耳比設為所述值以上，例如只要利用後述方法來合成矽酸鋇即可。用以算出BaO/SiO2 的莫耳比的SiO2 的定量可與所述BaO成分同樣地利用螢光X射線進行。
於本發明的吸附劑所含的矽酸鋇為結晶質的情況下，結晶性高亦為其特徵之一。詳細而言，利用所述方法對本發明的吸附劑進行X射線繞射測定而獲得的結晶化度的值較佳為40%以上，更佳為45%以上。結晶化度的上限值並無特別限制，越高越佳，若結晶化度的值高至70%左右，則可充分發揮本發明的效果。結晶化度是對如下範圍的結晶相的峰以及源自非晶質相的暈進行分離，而根據結晶化度=C/（C+A）算出，所述範圍是於所述條件下對本發明的吸附劑進行的X射線繞射測定中2θ=15°以上且55°以下的範圍。式中，C表示源自結晶相的散射強度，A表示源自非晶質相的散射強度。
另一方面，於本發明的吸附劑所含的矽酸鋇為非晶質的情況下，當進行XRD繞射測定時在2θ=20°～35°的範圍內觀察到非晶質矽酸鋇的暈峰（參照後述圖1及圖3）。
於本發明的吸附劑所含的矽酸鋇為結晶質的情況下，其結晶化度為如上所述，除此以外，於BaSiO3 ･H2 O的XRD繞射圖案中的2θ=23.5°附近所觀察到的最強峰的強度（即，峰高）較佳為750計數（counts）以上，特佳為1000 counts以上。作為具有此種繞射強度的矽酸鋇，其BET比表面積或結晶化度為如上所述，與此相輔相成地，鍶的選擇性吸附能力變得非常高。矽酸鋇的繞射強度是藉由所述粉末X射線法而測定。
進而，於本發明的吸附劑所含的矽酸鋇為結晶質的情況下，BaSiO3 ･H2 O的XRD繞射圖案中作為最強峰的2θ=23.5°下的峰強度（counts）與半值寬W（°）的比、即H/W的值較佳為1500以上，更佳為2000以上。H/W的值的上限值較佳為100000以下，更佳為80000以下。作為具有此種H/W的值的矽酸鋇，其BET比表面積或結晶化度為如上所述，與此相輔相成地，鍶的選擇性吸附能力變得非常高。H/W的值是藉由所述粉末X射線法而測定。
與之前所述的結晶化度相關聯，於本發明的吸附劑所含的矽酸鋇為結晶質的情況下，其微晶直徑較佳為60 nm以上且110 nm以下，更佳為70 nm以上且90 nm以下。具有該範圍的微晶直徑的矽酸鋇的結晶性變高，可與硫酸根離子反應的Ba成分增多。
所述微晶直徑是藉由所述粉末X射線法而測定。具體而言，可基於由粉末X射線法所求出的繞射峰的半值寬，利用謝樂（Scherrer）法來算出，使用D=K×λ/（β×cosθ）[D：微晶直徑（nm）、λ：測定X射線波長（nm）、β：基於結晶的大小的繞射線的擴張（弧度）、θ：繞射線的布拉格（Bragg）角（弧度）、K：常數（根據β與D的常數而不同）]的式來算出。基於謝樂法的微晶直徑的算出中，使用裝置名：D8 ADVANCE、製造商：布魯克AXS射線作為X射線源，藉由測定條件：Cu靶-Kα、管電壓40kV、管電流40mA、掃描速度0.1°/sec，而進行X射線繞射測定，使用存在於23°＜2θ＜24°的繞射峰。
在後述本發明的吸附劑的製造方法中，有時因原料中所使用的矽酸的可溶性鹼金屬鹽而導致於本發明中所使用的矽酸鋇中包含鹼金屬作為雜質。或者，有時包含矽酸鋇的製造過程中副生成的碳酸鋇作為雜質。該些雜質亦可以不損及本發明的效果的範圍含有於矽酸鋇中。
繼而，對本發明的吸附劑的較佳的製造方法加以說明。本製造方法中，理想的是藉由使氫氧化鋇與矽酸的可溶性鹼金屬鹽反應的步驟而生成矽酸鋇。如此，可充分增大所得的矽酸鋇的比表面積。相對於此，於使用氫氧化鋇以外的可溶性鋇鹽、例如氯化鋇或硝酸鋇的情況下，難以充分增大所得的矽酸鋇的比表面積，其結果，難以充分提高所得的吸附劑的鍶吸附能力。
與氫氧化鋇反應的矽酸的可溶性鹼金屬鹽可列舉：各種矽酸鈉（JIS 1號、JIS 2號、JIS 3號）、偏矽酸鈉、矽酸鉀、矽酸鋰等。該些物質可單獨使用一種，或將兩種以上組合使用。該些中，最通常的是使用矽酸鈉，另外由於矽酸鈉廉價，故經濟上而言亦有利。
關於氫氧化鋇與矽酸的可溶性鹼金屬鹽的投入調配比率，重要的是設定為使反應結束後的母液中不殘留Ba離子，且使投入的氫氧化鋇全部參與反應的比率。於反應結束後的母液中殘留有Ba離子的情況下，與之相對應的矽酸鋇中的BaO成分的含有量變少，故需要注意。就此種理由而言，氫氧化鋇、與矽酸的可溶性鹼金屬鹽的較佳調配比率為：相對於氫氧化鋇1莫耳，將矽酸的可溶性鹼金屬鹽設定為以SiO2 換算計為1.2莫耳以上且2.5莫耳以下，更佳為設定為1.5莫耳以上且2.0莫耳以下。藉由將矽酸的可溶性鹼金屬鹽的調配比率設為1.2莫耳以上，變得不易於反應後的母液中殘留Ba離子，可提高矽酸鋇中的BaO成分的比例。另一方面，藉由將矽酸的可溶性鹼金屬鹽的調配比率設為2.5莫耳以下，可有效地防止反應後的母液中Si過剩地殘留，故而可容易地進行該母液的處理。
氫氧化鋇與矽酸的可溶性鹼金屬鹽的反應較佳為將該些分別製成水溶液的狀態，並藉由將兩水溶液混合而進行。該情況下，可於氫氧化鋇水溶液中一次性或逐次添加矽酸的可溶性鹼金屬鹽的水溶液。亦可與之相反的，於矽酸的可溶性鹼金屬鹽的水溶液中一次性或逐次添加氫氧化鋇的水溶液。或者，亦可將氫氧化鋇水溶液與矽酸的可溶性鹼金屬鹽的水溶液同時混合。
就與氫氧化鋇的溶解度的關係而言，氫氧化鋇水溶液的濃度較佳為設定為3質量%以上且15質量%以下。藉由將氫氧化鋇水溶液的濃度設定為3質量%以上，而防止反應液變得過度稀薄，藉此防止製造設備（反應槽）過度地成為大容量。若製造設備過度地成為大容量，則有時成為設備效率低下的原因之一。另一方面，若過度地提高氫氧化鋇水溶液的濃度，則由於氫氧化鋇的溶解度不能說是充分的高，故為了防止其析出沈澱而必須較高地保持氫氧化鋇水溶液的濃度。若較高地保持氫氧化鋇水溶液的溫度，則有因此而導致碳酸鋇的副生成之虞。相對於此，藉由將氫氧化鋇水溶液的濃度設為15質量%以下，而無須較高地保持氫氧化鋇的水溶液的溫度。其結果，可有效地防止碳酸鋇的副生成。
關於矽酸的可溶性鹼金屬鹽的水溶液的濃度，較佳為換算成SiO2 濃度而設定為10質量%以上且20質量%以下。藉由將該水溶液的濃度設定為以SiO2 換算計為10質量%以上，而防止反應液變得過度稀薄，藉此防止製造設備（反應槽）過度地成為大容量。另一方面，藉由將該水溶液的濃度設定為20質量%以下，可有效地防止產生局部的不均勻的反應。
氫氧化鋇水溶液與矽酸的可溶性鹼金屬鹽的水溶液的反應溫度可於5℃以上且100℃以下的廣泛範圍內設定。特別是藉由將反應溫度設定為5℃以上且未滿60℃，可生成非晶質的矽酸鋇。另一方面，藉由將反應溫度設定為60℃以上且100℃以下，可生成結晶質的矽酸鋇。具體而言，藉由將反應溫度設定為60℃以上，可充分地進行矽酸鋇的結晶化。另一方面，藉由將反應溫度設定為100℃以下，可有效地抑制目標吸附劑的鍶的選擇性吸附性能的降低。
以反應溫度為所述範圍內為條件，反應時間只要設定為1小時以上且3小時以下則為充分。即便將反應時間延長至3小時以上，亦難以產生對吸附劑的鍶吸附性能而言有意義的不同。
反應結束後，依據常法對反應液反覆進行過濾及再製漿洗滌而洗滌附著的遊離鹼。繼而將固體成分乾燥，進而視需要加以粉碎。如此可獲得包含矽酸鋇的吸附劑。
所得的吸附劑可以該狀態直接使用，若對其進行造粒而製成造粒體則就操作性等方面而言有利。進行造粒時例如可採用攪拌混合造粒、轉動造粒、擠出造粒、破碎造粒、流動層造粒、噴霧乾燥造粒（spray-dry）、壓縮造粒等。造粒的過程中，視需要亦可添加接合劑成分或溶劑。接合劑成分例如可使用二氧化矽溶膠、氧化鋁溶膠、氧化鋯溶膠等無機黏合劑；皂土（bentonite）、高嶺土等黏土系黏合劑；羧基甲基纖維素、羥基乙基纖維素等纖維素系黏合劑；聚乙二醇、聚環氧乙烷等高分子黏合劑等。該些接合劑成分可單獨使用一種，或將兩種以上組合使用。接合劑成分於經造粒的吸附劑中所佔的比例較佳為1質量%以上且30質量%以下，更佳為2質量%以上且20質量%以下。溶劑可使用各種水性溶劑或有機溶劑。
對於利用造粒裝置進行了造粒的造粒體，將其乾燥，視需要進行煅燒後，進行粒度調整而作為吸附劑供於使用。造粒體的形狀或大小較佳為以在將該造粒體填充於吸附容器或填充塔的狀態下，適於使包含鍶的處理水通過的方式適當調整。關於造粒體的大小，利用依據JIS Z8801規格的標準篩所測定的粒徑較佳為200 μm以上且1000 μm以下，更佳為300 μm以上且600 μm以下。若使用包含具有該範圍的粒徑的造粒體的吸附劑，則有例如將該吸附劑填充於吸附塔的情況下，難以產生堵塞的優點。 [實施例]
以下，藉由實施例對本發明更詳細地加以說明。然而，本發明的範圍並不限制於所述實施例。只要未作特別說明，則「%」是指「質量%」。
[實施例1] 將0.1莫耳的氫氧化鋇投入至500 mL的燒杯中，向其中添加350 mL的離子交換水。將溶液加熱至50℃而使氫氧化鋇溶解。溶液中的Ba(OH)2 的濃度為4.9%。 獨立於該操作，另行將3號矽酸鈉（換算為SiO2 成分，濃度為28.5%）0.2莫耳投入至100 mL的燒杯中，向其中添加58 mL的離子交換水而加以稀釋。溶液中的SiO2 濃度為12%。 一面對氫氧化鋇水溶液進行攪拌，一面歷經約1分鐘向其中連續添加矽酸鈉稀釋液。添加結束後，歷經1小時繼續攪拌而進行反應。於此期間，將溶液的溫度保持為40℃。藉由反應而於溶液中生成固體的矽酸鋇。反應結束後，依據常法反覆進行過濾及再製漿洗滌，繼而加以乾燥及粉碎，獲得作為目標的非晶質的矽酸鋇。對所得的矽酸鋇，藉由所述方法測定BET比表面積、BaO成分含有率、以及組成比。將其結果示於以下的表1。進而，將矽酸鋇的XRD圖示於圖1。如圖1所示般，所得的矽酸鋇的XRD圖中未觀察到明確的矽酸鋇的繞射峰。另外，觀察到作為副產物的碳酸鋇的銳峰。
[實施例2] 以與實施例1相同的方式製備Ba(OH)2 的濃度為4.9%的350 mL的氫氧化鋇水溶液。 獨立於該操作，另行將3號矽酸鈉（換算為SiO2 成分，濃度為28.5%）0.3莫耳投入至200 mL的燒杯中，向其中添加87 mL的離子交換水而加以稀釋。溶液中的SiO2 濃度為12%。 一面對氫氧化鋇水溶液進行攪拌，一面歷經約2分鐘向其中連續添加矽酸鈉稀釋液。然後將溶液的溫度設為70℃，除此以外，以與實施例1相同的方式獲得作為目標的結晶質矽酸鋇。對所得的矽酸鋇，藉由所述方法測定BET比表面積、BaO成分含有率、組成比、結晶化度、微晶直徑、及峰強度（2θ=23.5°）、該峰強度下的半值全寬（full width at half maximum，FWHM）以及該峰強度H（cps）與半值寬W（°）的比H/W。將其結果示於以下的表1。進而，將矽酸鋇的XRD圖示於圖2。如圖2所示般，所得的矽酸鋇的XRD圖中觀察到明確的矽酸鋇的繞射峰。另外，亦觀察到作為副產物的碳酸鋇的銳峰。
[比較例1] 本比較例是未使用氫氧化鋇、而是使用氯化鋇作為製造矽酸鋇的起始原料的例子。 將0.1莫耳的氯化鋇投入至500 mL的燒杯中，向其中添加350 mL的離子交換水而使其溶解。溶液中的BaCl2 的濃度為5.9%。 獨立於該操作，另行將3號矽酸鈉（換算為SiO2 成分，濃度為28.5%）0.1莫耳投入至100 mL的燒杯中，向其中添加29 mL的離子交換水而加以稀釋。溶液中的SiO2 濃度為12%。 一面對氯化鋇水溶液進行攪拌，一面歷經約1分鐘向其中連續添加矽酸鈉稀釋液。添加結束後，歷經1小時繼續攪拌而進行反應。於此期間，將溶液的溫度保持為常溫。藉由反應而於溶液中生成固體的矽酸鋇。反應結束後，依據常法反覆進行過濾及再製漿洗滌，繼而加以乾燥及粉碎。對所得的矽酸鋇進行與實施例1相同的測定。將其結果示於以下的表1。
[比較例2] 本比較例是未使用氫氧化鋇、而是使用硝酸鋇作為製造矽酸鋇的起始原料的例子。 將0.1莫耳的硝酸鋇投入至500 mL的燒杯中，向其中添加350 mL的離子交換水而使其溶解。溶液中的Ba(NO3 )2 的濃度為5.7%。 然後，進行與比較例1相同的操作，從而獲得矽酸鋇。對所得的矽酸鋇進行與實施例1相同的測定。將其結果示於以下的表1。
[比較例3] 本比較例是未使用氫氧化鋇、而是使用氯化鋇作為製造矽酸鋇的起始原料的例子。 將0.1莫耳的氯化鋇投入至500 mL的燒杯中，向其中添加350 mL的離子交換水而使其溶解。溶液中的BaCl2 的濃度為5.9%。 獨立於該操作，另行將3號矽酸鈉（換算為SiO2 成分，濃度為28.5%）0.2莫耳投入至100 mL的燒杯中，向其中添加58 mL的離子交換水而加以稀釋。溶液中的SiO2 濃度為12%。 一面對氯化鋇水溶液進行攪拌，一面歷經約1分鐘向其中連續添加矽酸鈉稀釋液而進行反應。添加結束後，歷經1小時繼續攪拌。於此期間，將溶液的溫度保持為常溫。藉由反應而於溶液中生成固體的矽酸鋇。反應結束後，依據常法反覆進行過濾及再製漿洗滌，繼而加以乾燥及粉碎。對所得的矽酸鋇進行與實施例1相同的測定。將其結果示於以下的表1。
[實施例3] 以與實施例1相同的方式製備Ba(OH)2 的濃度為4.9%的350 mL的氫氧化鋇水溶液。 獨立於該操作，另行將3號矽酸鈉（換算為SiO2 成分，濃度為28.5%）0.15莫耳投入至100 mL的燒杯中，向其中添加43 mL的離子交換水而加以稀釋。溶液中的SiO2 濃度為12%。 然後，以與實施例1相同的方式獲得作為目標的非晶質矽酸鋇。對所得的矽酸鋇進行與實施例1相同的測定。將其結果示於以下的表1。進而，將矽酸鋇的XRD圖示於圖3。如圖3所示般，所得的矽酸鋇的XRD圖中未觀察到明確的矽酸鋇的繞射峰。另外，觀察到作為副產物的碳酸鋇的銳峰。
[比較例4] 本比較例是未使用矽酸鈉、而是使用二氧化矽作為製造矽酸鋇的起始原料的例子。 將0.1莫耳的氫氧化鋇投入至500 mL的燒杯中，向其中添加350 mL的離子交換水。將溶液加熱至80℃而使氫氧化鋇溶解。溶液中的Ba(OH)2 的濃度為4.9%。 於該氫氧化鋇水溶液中添加6.0 g的二氧化矽（德山（株）製造的TOKUSIL（注冊商標）U）並使其分散。於100℃下對分散漿料進行3小時攪拌，繼續反應。然後，以與實施例1相同的方式獲得矽酸鋇。對所得的矽酸鋇進行與實施例1相同的測定。將其結果示於以下的表1。
[實施例4] 將0.1莫耳的氫氧化鋇投入至500 mL的燒杯中，向其中添加350 mL的離子交換水。將溶液加熱至50℃而使氫氧化鋇溶解。溶液中的Ba(OH)2 的濃度為4.9%。 獨立於該操作，另行將3號矽酸鈉（換算為SiO2 成分，濃度為28.5%）0.2莫耳投入至100 mL的燒杯中，向其中添加58 mL的離子交換水而加以稀釋。溶液中的SiO2 濃度為12%。 一面對氫氧化鋇水溶液進行攪拌，一面歷經約1分鐘向其中連續添加矽酸鈉稀釋液。添加結束後，歷經1小時繼續攪拌而進行反應。於此期間，將溶液的溫度保持為70℃。藉由反應而於溶液中生成固體的矽酸鋇。反應結束後，依據常法反覆進行過濾及再製漿洗滌，繼而加以乾燥及粉碎，獲得作為目標的結晶質矽酸鋇。對所得的矽酸鋇進行與實施例2相同的測定。將其結果示於以下的表1。進而，將所得的矽酸鋇的XRD圖示於圖4。如圖4所示般，所得的矽酸鋇的XRD圖中觀察到明確的矽酸鋇的繞射峰。另外，亦觀察到作為副產物的碳酸鋇的銳峰。
[比較例5] 本比較例是減少了實施例1中的矽酸鈉的投入量的例子。 將0.1莫耳的氫氧化鋇投入至500 mL的燒杯中，向其中添加350 mL的離子交換水。將溶液加熱至50℃而使氫氧化鋇溶解。溶液中的Ba(OH)2 的濃度為4.9%。 獨立於該操作，另行將3號矽酸鈉（換算為SiO2 成分，濃度為28.5%）0.1莫耳投入至100 mL的燒杯中，向其中添加29 mL的離子交換水而加以稀釋。溶液中的SiO2 濃度為12%。 一面對氫氧化鋇水溶液進行攪拌，一面歷經約1分鐘向其中連續添加矽酸鈉稀釋液。添加結束後，歷經1小時繼續攪拌而進行反應。於此期間，將溶液的溫度保持為40℃。藉由反應而於溶液中生成固體的矽酸鋇。反應結束後，依據常法反覆進行過濾及再製漿洗滌，繼而加以乾燥及粉碎，獲得作為目標的矽酸鋇。對所得的矽酸鋇進行與實施例1相同的測定。將其結果示於以下的表1。
[實施例5] 於實施例1中，使用溶液中的Ba(OH)2 的濃度為2.85%的氫氧化鋇溶液、與溶液中的SiO2 濃度為6.0%的3號矽酸鈉溶液，除此以外，以與實施例1相同的方式進行反應而獲得作為目標的矽酸鋇。對所得的矽酸鋇進行與實施例1相同的測定。將其結果示於以下的表1。
[實施例6] 將0.1莫耳的氫氧化鋇投入至1000 mL的燒杯中，向其中添加568.5 g的離子交換水，將總量設為600 g，然後將溶液加熱至30℃而使氫氧化鋇溶解。溶液中的Ba(OH)2 的濃度為2.85%。 獨立於該操作，另行將3號矽酸鈉（換算為SiO2 成分，濃度為28.5%）0.2莫耳投入至200 mL的燒杯中，向其中添加離子交換水加以稀釋而將總量設為200 g。溶液中的SiO2 濃度為6%。 一面對氫氧化鋇水溶液進行攪拌，一面歷經約30分鐘向其中連續添加矽酸鈉稀釋液。添加結束後，歷經30分鐘繼續攪拌而進行反應。於此期間，將溶液的溫度保持為30℃。藉由反應而於溶液中生成固體的矽酸鋇。反應結束後，依據常法反覆進行過濾及再製漿洗滌，繼而加以乾燥及粉碎，獲得作為目標的非晶質矽酸鋇。對所得的矽酸鋇進行與實施例1相同的測定。將其結果示於以下的表1。
[實施例7] 於實施例6中，一面對矽酸鈉稀釋液進行攪拌，一面歷經約30分鐘向其中連續添加氫氧化鋇水溶液而進行反應，除此以外，與實施例6同樣地進行反應，獲得作為目標的非晶質矽酸鋇。對所得的矽酸鋇進行與實施例1相同的測定。將其結果示於以下的表1。
[表1]
如由表1所示的結果而明確般，判明各實施例中獲得的矽酸鋇的BET比表面積大，進而BaO含有率高。特別是判明實施例2及實施例4的矽酸鋇的結晶性高。
[評價] 將實施例及比較例中獲得的矽酸鋇用作吸附劑，評價人工海水中所含的鍶的吸附去除性能。另外，評價人工海水中所含的鈣的吸附去除性能（其中，實施例5至實施例7除外）。人工海水使用富田製藥製造的試驗研究用人工海水Marine Art SF-1。將該人工海水的組成示於表2。於該人工海水100 mL中加入0.1 g的矽酸鋇，利用攪拌器進行1小時攪拌後，將矽酸鋇過濾，對濾液進行基於感應耦合電漿（inductively coupled plasma，ICP）的元素定量分析。將其結果示於以下的表2。
[表2]
如由表2所示的結果而明確般，判明若將各實施例中獲得的矽酸鋇用作吸附劑，則顯示75%以上的鍶吸附率。另外判明顯示5000以上的鍶分配係數（其中，實施例5至實施例7除外）。由此判明，各實施例的矽酸鋇對源自含有鈣的海水的鍶的選擇性吸附性能優異。
無
圖1是實施例1中獲得的矽酸鋇的XRD圖。 圖2是實施例2中獲得的矽酸鋇的XRD圖。 圖3是實施例3中獲得的矽酸鋇的XRD圖。 圖4是實施例4中獲得的矽酸鋇的XRD圖。

Claims (7)

  1. 一種吸附劑，其為包含顯示BaSiO3 ･H2 O的X射線繞射峰的矽酸鋇的鍶的吸附劑，並且 所述吸附劑的BET比表面積為15 m2 /g以上且50 m2 /g以下。
  2. 一種吸附劑，其為包含在X射線繞射測定中觀察到非晶質矽酸鋇的暈峰的矽酸鋇的鍶的吸附劑，並且 所述吸附劑的BET比表面積為15 m2 /g以上且50 m2 /g以下。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的吸附劑，其以50質量%以上的比例含有BaO成分。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的吸附劑，其中BaO/SiO2 的莫耳比為0.6以上且0.7以下。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的吸附劑，其進而含有1質量%以上且30質量%以下的接合劑成分，並呈現造粒體的形態。
  6. 一種吸附劑的製造方法，其為如申請專利範圍第1項所述的吸附劑的製造方法， 具有使氫氧化鋇與矽酸的可溶性鹼金屬鹽反應的步驟；並且 所述步驟中，相對於所述氫氧化鋇1莫耳，而以SiO2 換算計以1.2莫耳以上且2.5莫耳以下的比例使用所述矽酸的可溶性鹼金屬鹽，且將反應溫度設定為60℃以上且100℃以下。
  7. 一種吸附劑的製造方法，其為如申請專利範圍第2項所述的吸附劑的製造方法， 具有使氫氧化鋇與矽酸的可溶性鹼金屬鹽反應的步驟；並且 所述步驟中，相對於所述氫氧化鋇1莫耳，而以SiO2 換算計以1.2莫耳以上且2.5莫耳以下的比例使用所述矽酸的可溶性鹼金屬鹽，且將反應溫度設定為5℃以上且未滿60℃。
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