Understanding of Stabilization Mechanism of Toxic Metal by Geopolymer Solidification and Its Practical Application

地质聚合物固化稳定有毒金属机理的认识及其实际应用

基本信息

批准号：
22H03772
负责人：
高岡昌輝
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

ジオポリマー反応に基づいたジオポリマー製法の確立のため、新たに微小熱量計（TA instruments TAM-air）を導入し、初期性能を確認し、いくつかの反応系について試行した。溶解に関する反応過程についてはとらえられたと考えられたが、そのピークの大きさから次の縮重合のピークがあまり認められず、ジオポリマー反応の検出に向けて最適化が必要であった。オキソアニオン金属を含む有害金属の固定法の開発と機構の解明については、セレン及びヒ素といったオキソアニオン金属に対して吸着効果の高いハイドロタルサイトを使用し、基本的な吸着実験を行い、ハイドロタルサイトの効果をまず確認した。このハイドロタルサイトとジオポリマー反応を組み合わせ系について実験を行い、オキソアニオン金属の不溶化の程度を調査した。しかし、現時点で組み合わせでは、不溶・固定効果は限定的であった。また、その固化体中のセレン及びヒ素の化学種についてＸ線吸収微細構造分析も実施したが、現時点では不溶化の程度との関係性が明らかではなかった。次年度は別の手法を検討する予定である。有害金属固定化法の実用化に向けた産業副産物利用と評価については、産業副産物として木質バイオマス燃焼灰を選び、その組成や重金属濃度を分析した。木質バイオマス発電の炉形式や燃料種により、飛灰中の重金属濃度が影響を受け、多くの場合は埋め立て判定基準はクリアすることができるが、土壌環境基準を遵守することは難しいことがわかった。

为了建立基于地质聚合物反应的地质聚合物制造方法，引入了新型微量热计（TA Instruments TAM-air），确认了初始性能，并对多个反应体系进行了测试。人们认为可以检测到与溶解相关的反应过程，但由于该峰的大小，没有观察到下一个缩聚峰，因此需要优化来检测地质聚合物反应。为了开发一种固定包括含氧阴离子金属在内的有毒金属的方法并阐明其机理，我们使用对硒和砷等含氧阴离子金属具有高吸附效果的水滑石进行了基本吸附实验。。对该水滑石和地质聚合物反应的组合体系进行了实验，并研究了含氧阴离子金属的不溶程度。然而，目前，组合的不溶/固定效果有限。我们还对凝固材料中的硒和砷的化学形态进行了X射线吸收精细结构分析，但此时与不溶程度的关系尚不清楚。我们计划明年考虑另一种方法。关于工业副产物对于有毒金属固定化方法实际应用的利用和评价，我们选择木材生物质燃烧灰作为工业副产物，并分析其成分和重金属浓度。飞灰中的重金属浓度受到木材生物质发电所使用的炉子类型和燃料类型的影响，尽管在许多情况下可以通过垃圾填埋场标准，但已发现很难符合土壤要求环境标准。