Metal removal by novel foam separation method in which ionic polymers are adsorbed on vesicle carriers

通过新型泡沫分离方法去除金属，其中离子聚合物吸附在囊泡载体上

基本信息

批准号：
22K05185
负责人：
松岡圭介
金额：
$ 2.16万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

泡沫分離は水溶液中のセシウム除去に有効であるが、除去速度が遅いことが問題である。そこで、セシウム除去に有効な界面活性剤を合成し、選択する。また、多数の陰イオン基を有する高分子（ポリアクリル酸）を界面活性剤と共に汚水に添加し、金属の吸着サイトを大幅に増加させる。本年度の研究で、ポリアクリル酸を用いたセシウム除去に関して、泡沫分離系に添加するポリアクリル酸の適正な濃度が存在することが分かった。ポリマー濃度が比較的高濃度になると、逆に除去率が低下する。また、ポリアクリル酸の分子量は小さいほうが、除去率が高いことが判明した。ピッカリングフォーム(固体微粒子を含む泡)を形成するアニオン性界面活性剤系にポリアクリル酸を添加すると、セシウムの除去速度が無添加系の3倍になることが分かった。一方、ドデシル硫酸ナトリウム（SDS）系ではポリアクリル酸の添加はセシウムの除去を阻害する結果となった。しかし、有機色素イオンの除去ではSDS系でも相乗効果を示しており、除去する物質に合わせて界面活性剤とイオン性高分子を選択する必要があることが判明した。しかし、ポリアクリル酸が気-液界面でどのような吸着位置に存在し、吸着剤として機能するのかまでは、本年度は明らかにすることはできなかった。これらの結果を、ポリアクリル酸を用いた泡沫分離によるセシウム除去という題目で、第73回コロイドおよび界面化学討論会でKEY NOTE講演として選択され、発表した。

泡沫分离对于从水溶液中去除铯是有效的，但问题是去除速度慢。因此，我们合成并选择了一种能有效去除铯的表面活性剂。此外，将具有大量阴离子基团的聚合物（聚丙烯酸）与表面活性剂一起添加到废水中，以显着增加金属吸附位点的数量。今年的研究表明，关于使用聚丙烯酸去除铯，泡沫分离系统中需要添加适当浓度的聚丙烯酸。当聚合物浓度变得相对较高时，去除率降低。研究还发现，聚丙烯酸的分子量越小，去除率越高。研究发现，当将聚丙烯酸添加到形成皮克林泡沫（含有固体颗粒的泡沫）的阴离子表面活性剂体系中时，铯的去除率是不含添加剂的体系的三倍。另一方面，在十二烷基硫酸钠（SDS）体系中，聚丙烯酸的添加导致铯去除受到抑制。然而，SDS体系在去除有机染料离子方面也表现出协同作用，这表明需要根据要去除的物质来选择表面活性剂和离子聚合物。然而，今年还无法弄清楚聚丙烯酸在气液界面上存在什么样的吸附位置以及它如何作为吸附剂发挥作用。这些结果被选为第 73 届胶体和表面化学研讨会上的主题演讲，主题是使用聚丙烯酸通过泡沫分离去除铯。