ヒドロキシアルミニウム変質粘土表面における原子・分子レベルのセシウム吸着挙動解析

羟基铝改性粘土表面铯原子分子水平吸附行为分析

• 批准号: 22K05204
• 负责人: 田村 堅志
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05204/
• 关键词: 放射性セシウム; 粘土鉱物; 吸着; 微細構造; セシウム

福島汚染土壌の放射性Csの汚染状態は極めて低濃度であるため、通常の化学分析で捉えることはできない。そこで研究対象となる土壌の実態を知るために、福島土壌で放射性Csを安定吸着していると想定されるhydroxy-interlayered vermiculite (HIV)含有土壌を採取、調査した。福島県内11か所で、土壌を採取し、乾燥、分級後に粉末X線回折法（XRD）による分析を実施した。乾式篩で分級した試料(0.25～1 mm)の画分の放射線量も測定した。この土壌の放射性Cs濃度(137Cs, 134Cs)は、NaIシンチレーション検出器で確認した。XRD測定の結果、すべての試料に石英の強いピークと雲母、角閃石、カオリナイト、長石が観測され、1.4nmのピークが観測される試料については ギブサイト（G）が含まれていた。この約1.4 nmの弱いピークは層状珪酸塩の底面反射であり、これは黒雲母の風化で形成されたバーミキュライト（風化黒雲母）と考える。すなわち、Alの水酸基シート（ギブサイトシート）あるいはそれが不完全に形成されたオリゴマーを風化黒雲母層間にもつ、いわゆるhydroxy-interlayered vermiculite (HIV)であると推測できた。この土壌に関しては、約17000 Bq/kgの他の土壌試料よりも高い放射能が検出された。このHIV含有土壌から放射性Csを脱離するため溶融塩・硫酸処理を実施したところ、3000Bq/kg以下に除染することができたことから、このHIVのイオン交換サイトとヒドロキシアルミニウム周辺が放射性Csの安定吸着サイトになっていることが推測できた。

福岛污染土壤中的放射性铯含量非常低，无法通过常规化学分析检测到。因此，为了了解研究对象土壤的实际状态，我们收集并研究了含有羟基层间蛭石（HIV）的土壤，该土壤被认为可以稳定地吸附福岛土壤中的放射性铯。从福岛县 11 个地点收集土壤，进行干燥、分类并使用粉末 X 射线衍射 (XRD) 进行分析。还测量了使用干筛分级的样品部分（0.25-1mm）的辐射剂量。使用 NaI 闪烁检测器确认了该土壤中的放射性 Cs 浓度（137Cs、134Cs）。 XRD测量的结果是，在所有样品中均观察到石英、云母、角闪石、高岭石和长石的强峰，并且发现峰为1.4nm的样品含有三水铝石(G)。该约1.4nm处的弱峰是层状硅酸盐的基底反射，被认为是黑云母风化形成的蛭石（风化黑云母）。换句话说，推断它是所谓的羟基层间蛭石(HIV)，其在风化黑云母层之间具有Al羟基片(三水铝石片)或不完全形成的低聚物。在该土壤中检测到的放射性比其他土壤样品更高，约为 17,000 Bq/kg。当我们对这种含有HIV的土壤进行熔盐/硫酸处理去除放射性铯时，我们能够将其净化到低于3000 Bq/kg，这表明HIV的离子交换位点和羟基铝周围的区域已被清除。被放射性 Cs 污染，推测这是 的稳定吸附位点。

项目成果

Developments of environment-friendly polymer nanocomposites and high-performance adsorption materials by designing functional clay materials

通过功能粘土材料的设计开发环保型聚合物纳米复合材料和高性能吸附材料

• DOI: 10.2465/gkk.220110
• 发表时间: 2022
• 作者: TAMURA Kenji

Hydrothermal Modification of Chabazite for the Fixation of Cesium Ions

菱沸石的水热改性用于固定铯离子

• DOI: 10.5182/jaie.33.122
• 发表时间: 2022
• 作者: WATANABE Yujiro;KAWABATA Rieko;TAOKA Nanako;KANEDA Takeshi;OSHIMA Syunichi;TAMURA Kenji
• 通讯作者: TAMURA Kenji

Hydrothermal in situ synthesis of high-crystallinity layered double hydroxide on electrospun polyacrylonitrile non-woven membrane: Application as anion capture filter

电纺聚丙烯腈无纺膜上水热原位合成高结晶度层状双氢氧化物：作为阴离子捕获过滤器的应用

• DOI: 10.1016/j.clay.2022.106639
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 5.6
• 作者: Tamura Kenji;Wu Yuying;Kato Chiho;Kamon Masumi;Iyi Nobuo;Watanabe Yujiro
• 通讯作者: Watanabe Yujiro

汚染土壌中のセシウム固定化機構の解明と減容化技術の開発(2):放射性セシウムの回収と固定化

污染土壤中铯固定化机理的阐明及减容技术开发（二）：放射性铯的回收与固定化

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡邊雄二郎;田村堅志;森山里咲;田岡奈那子;金田健;小暮敏博
• 通讯作者: 小暮敏博

Clay Column Chromatography for Optical Resolution: A Series of Derivatized Amino Acids

用于光学分离的粘土柱色谱法：一系列衍生氨基酸

• DOI: 10.1246/bcsj.20220077
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 4
• 作者: Yamagishi Akihiko;Yamamoto Shohei;Takimoto Kazuyoshi;Tamura Kenji;Kamon Masumi;Sato Fumi;Sato Hisako
• 通讯作者: Sato Hisako