TW201615268A

TW201615268A - 碘酸離子吸附劑及其製造方法

Info

Publication number: TW201615268A
Application number: TW104129087A
Authority: TW
Inventors: Shinsuke Miyabe; Yutaka Kinose; Kiyoshi Satou; Kenta Kozasu; Mari Tokutake
Original assignee: Nippon Chemical Ind
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2015-09-03
Publication date: 2016-05-01
Also published as: JP2016055212A; WO2016035839A1; FI20175280A; JP5793231B1

Abstract

本發明提供一種碘酸離子的吸附性能優異的碘酸離子的吸附劑。本發明的碘酸離子吸附劑是包含氫氧化鈰（IV）的碘酸離子的吸附劑，且所述氫氧化鈰（IV）在熱重量分析中自200℃溫度上升至600℃時的重量減少率為4.0%以上且10.0%以下。所述氫氧化鈰（IV）較佳為在進行紅外吸收光譜分析時，在3270 cm-1 以上且3330 cm-1 以下、1590 cm-1 以上且1650 cm-1 以下及1410 cm-1 以上且1480 cm-1 以下的各範圍內觀察到吸收峰值。

Description

碘酸離子吸附劑及其製造方法

本發明是有關於一種碘酸離子的吸附性優異的吸附劑及其製造方法，且本發明是有關於一種對由核能發電站的事故所產生的污染水的處理有用的碘酸離子吸附劑及其製造方法。

自核能設施排出的放射性碘可謂有碘（I₂ ）、氫碘酸（HI）及碘甲烷（CH₃ I）這三種。

該些放射性碘的去除方法是使用以下方法。（1）使含碘氣體或含碘液體與銀沸石（silver zeolite）接觸而作為碘化銀捕獲的方法（下述非專利文獻1）。（2）藉由大量地使用添附有碘化鉀的添附活性碳，使放射性碘（碘131）與非放射性碘進行同位素交換而捕獲的方法（下述專利文獻1）。（3）使含碘氣體或含碘液體與具有胺基的離子交換性纖維接觸而去除的方法（下述專利文獻2）。（4）以不溶性的環糊精（cyclodextrin）或其衍生物作為有效成分而吸附碘的方法（下述專利文獻3）。

另外，已知有使用鈰化合物作為硒或硼、砷等的吸附劑的技術（下述專利文獻4～專利文獻6）。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2000-254446號公報 [專利文獻2]國際公開第2012/147937號小冊子（pamphlet） [專利文獻3]日本專利特開2008-93545號公報 [專利文獻4]日本專利特開2013-78711號公報 [專利文獻5]日本專利特開2008-259942號公報 [專利文獻6]國際公開第2011/052008號小冊子（pamphlet） [非專利文獻]

[非專利文獻1]革新的實用核能技術開發費補助事業 2003年度成果報告書概要版「關於放射性碘的處理處置的技術開發」 2004年3月獨立行政法人物質材料研究機構

[發明所欲解決之課題]

最近，除碘、氫碘酸、碘甲烷以外，碘酸（IO₃ ）離子的去除亦成為問題。推定其原因在於，在核能發電污染水的處理步驟中使用次氯酸鈉，因此污染水中的碘離子被次氯酸鈉氧化而生成碘酸離子。在先前的關於放射性碘的吸附劑的非專利文獻1及專利文獻1～專利文獻3中，並未對碘酸的吸附進行研究，作為碘酸的吸附劑尚不充分。另外，關於專利文獻4～專利文獻6中記載的使用鈰化合物的吸附劑，亦並非與碘酸的吸附相關，對鈰化合物提高碘酸的吸附性能的情況未作任何研究。

因此，本發明的目的在於提供一種碘酸離子的吸附性能優異的碘酸離子的吸附劑。 [解決課題的手段]

本發明者等人為了解決所述課題而進行了努力研究，結果發現，特定條件的熱重量分析中的熱重量減少率為特定值的氫氧化鈰（IV）的碘酸離子的吸附性能優異。

即，本發明提供一種碘酸離子吸附劑，其是包含氫氧化鈰（IV）的碘酸離子的吸附劑，且所述氫氧化鈰（IV）在熱重量分析中自200℃溫度上升至600℃時的重量減少率為4%以上且10%以下。

另外，本發明提供一種碘酸離子吸附劑的製造方法，其是將三價鈰鹽氧化成四價鈰鹽，將所獲得的四價鈰鹽的水溶液中和而獲得所述氫氧化鈰（IV）。 [發明的效果]

根據本發明，可提供一種碘酸離子的吸附去除特性優異的吸附劑，並且可以工業上有利的方法製造作為該吸附劑有效的氫氧化鈰。

以下，對於本發明的碘酸離子吸附劑，基於其較佳實施方式進行說明。

本發明的碘酸離子吸附劑（以下，亦簡稱為本發明的吸附劑）含有氫氧化鈰（IV）。本發明的碘酸離子吸附劑中所使用的氫氧化鈰（IV）可為粉體，亦可為將該粉體粒狀化而成的粒狀體，亦可為其等的混合物。此處所謂的粉體或粒狀體較佳為粒度為20 μm以上且1000 μm以下。本發明中所使用的氫氧化鈰（IV）的粒度為該範圍的情況只要確認如下情況即可：氫氧化鈰（IV）全部通過日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS） Z8801中所規定的標稱孔徑1000 μm的篩，不通過所述標稱孔徑20 μm的篩。

本發明的吸附劑的特徵之一在於：使用氫氧化鈰（IV），該氫氧化鈰（IV）在進行熱重量分析時，自200℃溫度上升至600℃時的重量減少率為特定範圍。

本發明者等人認為，為了提高利用氫氧化鈰（IV）的碘酸離子的吸附性能，重要的是提高氫氧化鈰（IV）中的可有助於離子交換的OH基的量。其理由如下所述。利用氫氧化鈰（IV）的陰離子（anion）的吸附機制（mechanism）被認為是氫氧化鈰（IV）的OH基與水中的陰離子在一定條件下反應的離子交換反應。本發明者等人推定，關於碘酸離子（IO₃ ^- 離子）的吸附亦同樣，IO₃ ^- 離子藉由以下化學反應式所示的與氫氧化鈰的OH基的離子交換反應而吸附於氫氧化鈰的表面。

[化1] Ce(OH)₄ +xIO₃ ^- →Ce(OH)₄ _- _x (IO₃ ^- )_x +xOH^-

即，若使氫氧化鈰（IV）與包含碘酸的水等接觸，則會生成非化學計量的化合物Ce(OH)₄ _- _x ，其與碘酸離子進行反應而生成Ce(OH)₄ _- _x (IO₃ )_x 所表示的化合物，該化合物在氫氧化鈰表面固定化。因此，吸附劑中所使用的氫氧化鈰（IV）中，可有助於離子交換的OH基的量越多，吸附能越提高。

本發明者等人認為，氫氧化鈰（IV）中的可有助於離子交換的OH基的量與熱重量分析中的重量減少率存在高的相關關係，並對重量減少率與利用氫氧化鈰（IV）的碘離子吸附性能的關係進行了努力研究。其結果發現，若氫氧化鈰（IV）的粉體或粒狀體的自200℃溫度上升至600℃時的重量減少率為4.0%以上，則可獲得高的碘酸的吸附性能。另外，本發明中所使用的氫氧化鈰（IV）的粉體或粒狀體的所述重量減少率為10.0%以下，藉此本發明的吸附劑為將可離子交換的OH基控制在特定範圍內的吸附劑，具有保持穩定的吸附性能的優點。就該些觀點而言，所述重量減少率較佳為4.0%以上且10.0%以下，更佳為4.0%以上且8.0%以下。為了將氫氧化鈰（IV）的重量減少率設為所述範圍，只要藉由後述較佳的製造方法製造氫氧化鈰（IV）即可。所述重量減少率可藉由後述實施例中所記載的方法進行測定。

在不僅對本發明中所使用的氫氧化鈰（IV），而且對本發明的吸附劑本身進行熱重量分析時，自200℃溫度上升至600℃時的重量減少率亦通常成為所述各範圍內。

本發明中所使用的氫氧化鈰（IV）的另一特徵在於：在紅外吸收光譜（infrared absorption spectrum）分析中，在3270 cm^-1 以上且3330 cm^-1 以下的範圍內觀察到歸因於羥基的伸縮振動的吸收峰值（absorption peak），進而在1590 cm^-1 以上且1650 cm^-1 以下的範圍及1410 cm^-1 以上且1480 cm^-1 以下的範圍內觀察到歸因於羥基的變形振動（deformation vibration）的吸收峰值。碘酸離子的吸附能力高的氫氧化鈰在該分析中，在3300 cm^-1 附近明確地確認到歸因於羥基的伸縮振動的吸收峰值，以及在1620 cm^-1 附近及1470 cm^-1 附近明確地確認到歸因於羥基的變形振動的吸收峰值。相對於此，吸附能力低的氫氧化鈰（IV）的該些吸收峰值小。較佳為，本發明中所使用的氫氧化鈰（IV）的粉體或粒狀體在紅外吸收光譜分析中，較佳為在3280 cm^-1 以上且3325 cm^-1 以下、特別是3290 cm^-1 以上且3320 cm^-1 以下的範圍觀察到歸因於羥基的伸縮振動的吸收峰值，較佳為在1600 cm^-1 以上且1640 cm^-1 以下、特別是1610 cm^-1 以上且1630 cm^-1 以下的範圍內觀察到歸因於羥基的變形振動的吸收峰值，較佳為在1420 cm^-1 以上且1475 cm^-1 以下、特別是1430 cm^-1 以上且1470 cm^-1 以下的範圍內觀察到歸因於羥基的變形振動的吸收峰值。為了獲得具有所述各範圍的峰值的氫氧化鈰（IV），只要藉由後述較佳的製造方法製造氫氧化鈰（IV）即可。紅外吸收光譜可藉由後述實施例中所記載的方法進行測定。

通常，在不僅對本發明中所使用的氫氧化鈰（IV），而且對本發明的吸附劑本身進行紅外吸收光譜分析時，亦在所述列舉的各範圍內觀察到吸收峰值。

本發明的吸附劑可為直接使用所述氫氧化鈰（IV）的吸附劑，或者亦可為對氫氧化鈰（IV）實施各種成形加工而成的吸附劑。此種成形加工的例子例如可列舉：用以將氫氧化鈰（IV）的粉體或粒狀體成型為顆粒狀的造粒加工、或將氫氧化鈰（IV）的粉體或粒狀體漿料（slurry）化並滴加至包含氯化鈣等硬化劑的溶液中且將氫氧化鈰（IV）膠囊化（capsulation）的方法、在樹脂芯材的表面添附並被覆氫氧化鈰（IV）的粉體或粒狀體而進行處理的方法、使由天然纖維或合成纖維形成的片狀基材的表面及/或內部附著氫氧化鈰（IV）的粉體或粒狀體而固定化並製成片狀的方法等。造粒加工的方法可列舉公知的方法，例如可列舉：攪拌混合造粒、滾動造粒、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。亦可在造粒過程中視需要添加、混合黏合劑（binder）或溶劑。特別是在氫氧化鈰（IV）的粒徑小的情況下，若將其直接填充至吸附塔中並通水，則有氫氧化鈰（IV）的粒子在吸附塔內堵塞的情況，因此較佳為藉由實施所述各種成形加工而成為容易在吸附塔內使用的形態。

所述黏合劑可為有機及無機的任一種，有機結合劑例如可列舉：聚乙烯醇、聚氧化乙烯、羥基乙基纖維素、羥基丙基纖維素、羥基丙基甲基纖維素、羥基乙基甲基纖維素、羧基甲基纖維素、羥基丙基甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、澱粉（starch）、玉米澱粉（corn starch）、糖蜜、乳糖、明膠（gelatin）、糊精（dextrin）、阿拉伯膠（Arabic gum）、海藻酸、聚丙烯酸、甘油、聚乙二醇、聚乙烯吡咯啶酮等。無機黏合劑的例子可列舉：氧化鋁溶膠、氧化鈦溶膠、氧化鋯溶膠、碳酸鋯銨、氧化矽溶膠（silica sol）、水玻璃（water glass）、氧化矽·氧化鋁溶膠等。溶劑可使用水性溶劑或有機溶劑等各種溶劑。另外，在所述成形加工中，若使顆粒等成形品中含有磁性粒子，則可使吸附劑成為可自包含碘酸離子的水中藉由磁分離而回收的吸附劑。磁性粒子例如可列舉：鐵、鎳、鈷等金屬或以該些作為主成分的磁性合金的粉末、四氧化三鐵、三氧化二鐵、添加有鈷的氧化鐵、鋇鐵氧體（barium ferrite）、鍶鐵氧體等金屬氧化物系磁性體的粉末。

本發明的碘酸離子吸附劑中氫氧化鈰（IV）的含量例如較佳為80質量%以上，更佳為85質量%以上。特別是在不對所述氫氧化鈰（IV）進行成形加工而將其用作吸附劑的情況、例如將利用下述製造方法製造的氫氧化鈰（IV）直接用作吸附劑的情況等，氫氧化鈰（IV）的含量較佳為90質量%以上，更佳為95質量%以上，尤佳為98質量%以上，特佳為99質量%以上。在本發明中，若氫氧化鈰（IV）的含量高達該程度，則可充分提高吸附劑的性能，故而較佳。吸附劑中的氫氧化鈰（IV）的含量可藉由使用螢光X射線回析裝置的定量分析，具體而言可藉由後述實施例中所記載的方法而進行測定。但是，本發明的吸附劑例如藉由進行使用黏合劑將氫氧化鈰（IV）製成顆粒狀或製成使氫氧化鈰（IV）擔載於載體的形態等成形加工，而使氫氧化鈰（IV）含量小於所述較佳範圍、特別是90質量%以上的範圍亦無妨。

本發明的碘酸離子吸附劑較佳為包含具有200 μm以上且1000 μm以下的粒度的粒狀體。所謂包含具有200 μm以上且1000 μm以下的粒度的粒狀體，具體而言，較佳為在使用基於JIS Z8801標準的孔徑為212 μm的篩與所述孔徑為1 mm的篩時，本發明的碘酸離子吸附劑的99質量%以上通過孔徑1 mm的篩且99質量%以上不通過孔徑212 μm的篩。如此，在本發明的碘酸離子吸附劑中粒徑小於200 μm的吸附劑少的情況下，若將吸附劑填充至吸附塔中並通水，則粉體不易在吸附塔內堵塞，故而較佳。另外，在本發明的碘酸離子吸附劑中粒徑超過1000 μm的吸附劑少的情況下，吸附劑的吸附能力高，從而使整體的吸附性能變高，故而較佳。特別是本發明的碘酸離子吸附劑較佳為包含具有300 μm以上且600 μm以下的粒度的粒狀體。具體而言，本發明的碘酸離子吸附劑較佳為在使用基於JIS Z8801標準的孔徑為300 μm的篩與孔徑為600 μm的篩時，99質量%以上通過所述600 μm的篩且99質量%以上不通過所述300 μm的篩。特別是在本發明的吸附劑包含氫氧化鈰的粒狀體且該氫氧化鈰的粒狀體具有所述粒度範圍的情況下，以高含量含有氫氧化鈰且容易直接填充至吸附塔中使用，故而較佳。

繼而，對本發明的碘酸離子吸附劑的較佳的製造方法進行說明。本發明的碘酸離子吸附劑的較佳的製造方法是將三價鈰鹽氧化成四價鈰鹽，將所獲得的四價鈰鹽的水溶液中和而獲得所述氫氧化鈰（IV）的粉體。

三價鈰鹽可使用硝酸鈰（III）、氯化鈰（III）、硫酸鈰（III）、乙酸鈰（III）等。由於硝酸鈰（III）為各種鈰化合物的製造或純化的起始材料，故而就容易獲取的方面而言較佳。

將三價鈰鹽濕式氧化的步驟是向溶解有三價鈰鹽的水溶液中添加氧化劑而進行。氧化劑可列舉過氧化氫、過氧化鈉等。就廉價且普遍的方面而言，可較佳地使用過氧化氫。溶解有三價鈰鹽的水溶液的濃度較佳為0.25 mol/L以上且0.8 mol/L以下，更佳為0.3 mol/L以上且0.6 mol/L以下。氧化劑的添加量只要為對將作為起始原料的三價鈰鹽氧化而言充分的量即足矣，相對於三價鈰鹽1莫耳，較佳為1.0莫耳以上且2.0莫耳以下。藉由該步驟可獲得包含四價鈰鹽的水溶液。

向氧化後的水溶液中添加中和劑，由四價鈰鹽獲得氫氧化鈰（IV）。中和劑可列舉鹼，其具體例可使用氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀等。較佳為將中和後的pH值設為6.5以上且9.5以下的範圍。

在所述氧化反應及中和反應的各反應中，為了使反應均勻地進行，較佳為在添加氧化劑、中和劑後，將反應液攪拌一定時間。

藉由以上步驟而獲得含有氫氧化鈰（IV）的漿料。將所獲得的漿料藉由常規方法進行過濾而獲得固形物，將所獲得的固形物洗淨並進行乾燥。該乾燥較佳為在50℃以上且110℃以下進行2小時以上且48小時以下。藉此，獲得氫氧化鈰（IV）的乾燥品。

所述獲得的氫氧化鈰（IV）的乾燥品通常是脆的塊狀與粉狀的混合物。該乾燥品可直接用作氫氧化鈰（IV）的粉體，另外，可實施粉碎或分級等而製成粉體。該情況下的粉碎例如可列舉乾式粉碎，可使用噴射磨機（jet mill）或球磨機（ball mill）、鎚磨機（hammer mill）、粉碎機（pulverizer）等。

其次，對自所述獲得的氫氧化鈰（IV）的乾燥品獲得粒狀體的較佳的方法進行說明。該方法是將所述乾燥品濕式粉碎而獲得漿料，利用過濾等將該漿料進行固液分離而獲得固形物，繼而將該固形物乾燥而獲得乾燥物，繼而將該固形物粉碎，繼而將粉碎物分級。濕式粉碎中的粉碎粒度較佳為以平均粒徑計為0.5 μm以上且5 μm以下的範圍。平均粒徑為0.5 μm以上時，在濕式粉碎後的固液分離中進行過濾時過濾的時間變短而可提高效率，故而較佳。另外，若平均粒徑為5 μm以下，則將固液分離所得的固形物乾燥而獲得的乾燥物（乾燥濾餅（cake））容易變硬，在其後的粉碎及分級步驟中，容易獲得較佳的粒狀品，故而較佳。就該觀點而言，平均粒徑更佳為0.6 μm以上且2.0 μm以下。所述平均粒徑例如可藉由日機裝股份有限公司製造的作為雷射繞射·散射式粒度分佈測定裝置的麥奇克（Microtrac）（例如Microtrac MT3000II）而測定。在測定時，將離子交換水中溶解有0.3%六偏磷酸鈉的溶液添加至Microtrac的試樣循環器的腔室（chamber）。將經乾燥的粒子添加至該腔室中直至成為裝置所顯示的適當濃度並使其分散。

濕式粉碎機只要為可進行濕式粉碎的粉碎機，則並無特別限定，例如可利用使用粉碎介質的粉碎機，具體例可列舉：珠磨機（bead mill）、磨碎機（Attritor）（註冊商標）、砂磨機（sand grinder）等。粉碎介質可使用球狀（ball）、圓筒形等各種粉碎介質，較佳為球狀粉碎介質。粉碎介質的材質可列舉玻璃、氧化鋁、氧化鋯等。粉碎介質的直徑較佳為0.5 mm以上且5 mm以下，更佳為1 mm以上且3 mm以下。濕式粉碎中的分散介質除水以外，亦可使用水與極性有機溶劑的混合溶劑等。極性有機溶劑較佳為醇，例如可列舉甲醇或乙醇等。進而，供至濕式粉碎的氫氧化鈰（IV）及分散介質的量比較佳為相對於氫氧化鈰（IV）100質量份而將分散介質設為150質量份以上且200質量份以下，更佳為設為165質量份以上且185質量份以下。另外，供至濕式粉碎的氫氧化鈰（IV）及粉碎介質的量比較佳為相對於氫氧化鈰（IV）100質量份而將粉碎介質設為130容量份以上且170容量份以下，更佳為設為140容量份以上且160容量份以下。該氫氧化鈰（IV）與粉碎介質的量比中的質量份是指g基準的量，容量份是指ml基準的量。

濕式粉碎後的固液分離較佳為藉由過濾進行，且較佳為藉由壓濾機（filter press）或離心分離機等可以塊狀獲得經分離的氫氧化鈰（IV）的分離設備進行。另外，藉由固液分離所獲得的固形物的乾燥可利用箱型乾燥機等進行。乾燥溫度較佳為100℃以上且120℃以下。就容易防止氫氧化鈰（IV）的可進行離子交換的羥基減少的觀點而言，較佳為將乾燥溫度設為120℃以下。經乾燥的氫氧化鈰的粉碎較佳為利用例如輥磨機（roll mill）等使之通過寬度0.5 mm以上且2.0 mm以下的狹縫（slit）的方法。就上述理由而言，粉碎物較佳為分級為200 μm以上且1000 μm以下的粒度，更佳為分級為300 μm以上且600 μm以下的粒度。

利用以上製造方法獲得的氫氧化鈰（IV）的粉體或粒狀體發揮其高的碘酸吸附性能而可較佳地用作具有填充放射性物質吸附材料而成的吸附容器及吸附塔的水處理系統（system）的吸附劑。 [實施例]

以下，藉由實施例及比較例具體地說明本發明，但本發明並不限定於該些。只要無特別說明，則「%」表示「質量%」。實施例及比較例中所使用的評價裝置如下所述。

＜評價裝置＞ ·熱重量分析（熱重-差熱分析（Thermogravimetric-Differential Thermal Analysis，TG-DTA分析））：梅特勒·托利多（Mettler Toledo）公司製造的熱重量測定裝置 TGA/D 使用SC1，測定使30 mg的試樣自30℃以升溫速度5℃/min溫度上升至1000℃時的200℃下的試樣的重量與600℃下的試樣的重量，根據下述計算式算出重量減少率。重量減少率（%）=（A-B）/A×100 （A：200℃下的試樣重量，B：600℃下的試樣重量） ·紅外吸收光譜分析：藉由賽默飛世爾科技（Thermo Fisher Scientific）公司製造的NICOLET6700，在解析能力：4 cm^-1 、累計數：256次、測定波數區域：400 cm^-1 ～4000 cm^-1 的條件下進行測定。藉由衰減全反射（attenuated total reflectance，ATR）法進行測定，進行ATR校正及光譜的平滑化（smoothing）處理。 ·氫氧化鈰（IV）含量：螢光X射線分析裝置是使用理學（Rigaku）公司製造的ZSX100e。測定條件是設為管球：Rh（4 kW）、環境：真空、分析窗材：Be（厚度30 μm）、測定模式（mode）：SQX分析（EZ掃描）、測定直徑：30 mmf而進行全元素測定。根據測定結果去除CO₂ 成分，進而求出自全部成分減去全部雜質（鈰化合物以外的成分，例如Al₂ O₃ 、SiO₂ 、P₂ O₅ 、CaO、SO₃ 、ZrO₂ 、Nd₂ O₃ 、Au₂ O、Cl、F）所得的量，設為氫氧化鈰（IV）的量。測定用的試樣是藉由如下方式而獲得：將吸附劑添加至鋁環（Aluminum ring）等適當的容器中，以模具（dies）夾持後利用壓製機施加10 MPa的壓力而顆粒化。 ·碘酸的吸附試驗中的碘濃度：藉由離子層析（ion chromatography）測定裝置（戴安（DIONEX）公司製造的ICS-1600）進行測定。

＜實施例1＞秤量硝酸鈰（III）六水合物86.8 g（0.2莫耳）置於1 L燒杯（beaker）中，溶解於離子交換水500 ml中。向其中添加35%過氧化氫水19.4 g（0.2莫耳）並攪拌1小時。向所獲得的混合物中添加氨水（6莫耳/L），藉此使該混合物的pH值成為9.0，持續攪拌一晝夜，獲得反應漿料。將所獲得的反應漿料過濾而獲得固形物，將該固形物洗淨後，在50℃下乾燥24小時而獲得氫氧化鈰（IV）的乾燥品。對所獲得的氫氧化鈰（IV）進行測定而得的所述重量減少率為4.3%。利用塗料振盪器（paint shaker）藉由以下的粉碎條件將氫氧化鈰乾燥品濕式粉碎，獲得平均粒徑1.0 μm的粉碎漿料。該平均粒徑是藉由所述方法測定的平均粒徑（以下的實施例2以後亦相同）。藉由使用布赫納漏斗（Büchner funnel）將該漿料過濾而獲得固形物。藉由箱型乾燥機將該固形物在105℃下進行乾燥而獲得乾燥物。繼而，藉由研缽將該乾燥物粉碎而獲得粉碎物。其後，使該粉碎物通過所述標稱孔徑600 μm的篩，利用所述標稱孔徑300 μm的篩將通過該篩的粒子進行分級。使用未通過300 μm的篩的粒子作為粒狀的氫氧化鈰（IV）。對所獲得的粒狀氫氧化鈰進行TG-DTA分析，結果所述重量減少率為4.3%。另外，對所獲得的粒狀氫氧化鈰進行紅外吸收光譜分析。將所獲得的圖（chart）示於圖1。根據圖1，在3270 cm^-1 以上且3330 cm^-1 以下明確地確認到歸因於羥基的伸縮振動的吸收峰值，另外，在1590 cm^-1 以上且1650 cm^-1 以下及1410 cm^-1 以上且1480 cm^-1 以下的各範圍內明確地確認到歸因於羥基的變形振動的吸收峰值。將該粒狀的氫氧化鈰（IV）作為實施例1的吸附劑。利用螢光X射線分析裝置測定該吸附劑中的氫氧化鈰（IV）含量，結果為98.8質量%。

＜塗料振盪器的粉碎條件＞氫氧化鈰乾燥品 35 g 離子交換水 50 g 2 mmf玻璃珠 60 g（40 ml）分散時間 20分鐘

＜實施例2＞使用氯化鈰（III）七水合物74.5 g（0.2莫耳）代替硝酸鈰（III）六水合物86.8 g（0.2莫耳），除此以外，以與實施例1相同的方式獲得粒狀的氫氧化鈰（IV）（粒度300 μm～600 μm）。對所獲得的粒狀氫氧化鈰進行TG-DTA分析，結果所述重量減少率為4.7%。另外，對該粒狀氫氧化鈰以與實施例1相同的方式進行紅外吸收光譜分析。將所獲得的圖示於圖2。根據圖2，在3270 cm^-1 以上且3330 cm^-1 以下明確地確認到歸因於羥基的伸縮振動的吸收峰值，另外，在1590 cm^-1 以上且1650 cm^-1 以下及1410 cm^-1 以上且1480 cm^-1 以下的各範圍內明確地確認到歸因於羥基的變形振動的吸收峰值。將該粒狀的氫氧化鈰（IV）作為實施例2的吸附劑。利用螢光X射線分析裝置測定該吸附劑中的氫氧化鈰（IV）含量，結果為98.6質量%。

＜比較例1＞（以四價鈰鹽作為原料的情況）藉由硝酸鈰銨與碳酸鈉的基於以下反應式的反應合成氫氧化鈰（IV）的漿料。 (NH₄ )₂ Ce(NO₃ )₆ +2Na₂ CO₃ +2H₂ O →Ce(OH)₄ +2CO₂ +4NaNO₃ +2NH₄ NO₃ 將所獲得的氫氧化鈰漿料過濾而獲得固形物，將該固形物洗淨並進行乾燥後，藉由砂磨機在以下粉碎條件下進行濕式粉碎。粉碎後的粒度為0.82 μm。對該漿料，以與實施例1相同的方式進行固液分離、乾燥、粉碎、分級，獲得粒狀的氫氧化鈰（IV）（粒度300 μm～600 μm）。對該粒狀氫氧化鈰進行TG-DTA分析，結果所述重量減少率為3.5%。另外，將對該粒狀氫氧化鈰進行紅外吸收光譜分析而獲得的圖示於圖3。根據圖3，明確地確認到在3270 cm^-1 以上且3330 cm^-1 以下的歸因於羥基的伸縮振動的吸收峰值、及在1590 cm^-1 以上且1650 cm^-1 以下的歸因於羥基的變形振動的吸收峰值，但未確認到1410 cm^-1 以上且1480 cm^-1 以下的範圍內的歸因於羥基的變形振動的吸收峰值。另外，將該粒狀的氫氧化鈰（IV）作為比較例1的吸附劑。利用螢光X射線分析裝置測定該吸附劑中的氫氧化鈰（IV）含量，結果為98.6質量%。＜砂磨機的粉碎條件＞ 2 mmf氧化鋁珠 300 ml 氫氧化鈰 200 g 離子交換水 350 g 粉碎時間 2小時

使用實施例1及實施例2以及比較例1中所獲得的粒狀氫氧化鈰（IV），藉由以下的＜吸附試驗方法＞進行碘酸的吸附試驗。

＜吸附試驗方法＞將碘酸（HIO₃ ）0.176 g溶解於離子交換水1000 ml作為試劑，調整碘酸的碘換算濃度為100 ppm的試驗液。準備兩組將該試驗液100 ml與粒狀氫氧化鈰（IV）0.5 g添加至100 ml聚丙烯製容器中並塞緊的試樣。塞緊後的兩個塑膠容器均在倒立10次後靜置。在靜置1小時後使1個塑膠容器倒立10次後，對內部的試驗液進行過濾，測定碘濃度作為所獲得的濾液中的碘酸量。在靜置24小時後使另一塑膠容器倒立10次後，對內部的試驗液進行過濾，同樣地測定所獲得的濾液的碘濃度。由試驗前的100 ppm與所獲得的碘濃度求出碘酸的去除率。另外，藉由下述式求出分配係數Kd。將該些的結果示於表1。

[數1] Kd=（C₀ -C）/C*（V/m）此處，C₀ ：初始碘濃度 C：自添加吸附劑起24小時後的碘濃度 V：塑膠容器中的試驗液的溶液量（ml） m：吸附劑的重量（g）

[表1]

根據表1可明確，判斷出實施例1及實施例2中所製造的自200℃溫度上升至600℃時的重量減少率為4%以上且10%以下的氫氧化鈰（IV）的碘酸的去除率大，作為碘酸離子的吸附劑具有較佳的性能。相對於此，判斷出比較例1中所製造的自200℃溫度上升至600℃時的重量減少率小於4%的氫氧化鈰（IV）的碘酸的去除率差。

無

圖1是對實施例1中所製造的氫氧化鈰進行紅外吸收光譜分析而獲得的圖。圖2是對實施例2中所製造的氫氧化鈰進行紅外吸收光譜分析而獲得的圖。圖3是對比較例1中所製造的氫氧化鈰進行紅外吸收光譜分析而獲得的圖。

Claims

一種碘酸離子吸附劑，其是包含氫氧化鈰（IV）的碘酸離子的吸附劑，且所述氫氧化鈰（IV）在熱重量分析中自200℃溫度上升至600℃時的重量減少率為4.0%以上且10.0%以下。
如申請專利範圍第1項所述的碘酸離子吸附劑，其中所述氫氧化鈰（IV）在進行紅外吸收光譜分析時，在3270 cm^-1 以上且3330 cm^-1 以下、1590 cm^-1 以上且1650 cm^-1 以下及1410 cm^-1 以上且1480 cm^-1 以下的各範圍內觀察到吸收峰值。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的碘酸離子吸附劑，其中所述氫氧化鈰（IV）為粉體或使其粒狀化而成的粒狀體。
一種碘酸離子吸附劑的製造方法，其是製造如申請專利範圍第1項所述的碘酸離子吸附劑的方法，且將三價鈰鹽氧化成四價鈰鹽，將所獲得的四價鈰鹽的水溶液中和而獲得所述氫氧化鈰（IV）。