(57)【要約】      （修正有）【課題】被処理液体中に夾雑物が存在する場合においても、目的の金属イオンを高い選択率で吸着できるシリカ凝集体、ならびにそれを用いた浄化システムを提供する。【解決手段】複数のシリカ一次粒子１１が凝集したシリカ凝集体１であって、複数のシリカ一次粒子１１の平均粒径は１ｎｍ以上１０ｎｍ未満であり、複数のシリカ一次粒子１１同士はシロキサン結合を含む結合によって架橋され、平均粒径が１０μｍ以上２０００μｍ以下のシリカ凝集体１を形成する。シリカ一次粒子１１の表面の少なくとも一部は酸化アルミニウム１３を含んでいる。またさらに、ＤＮＡを凝集体内に固定した凝集体も開示され、これらは重金属や貴金属を選択的に吸収・回収することができる。【選択図】図１
2019064908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリカ一次粒子が凝集したシリカ凝集体であって、
前記複数のシリカ一次粒子の平均粒径は１ｎｍ以上１０ｎｍ未満であり、
前記複数のシリカ一次粒子同士はシロキサン結合を含む結合によって架橋されていることを特徴とするシリカ凝集体。
【請求項２】
前記シリカ凝集体が、その表面の少なくとも一部に酸化アルミニウムを含むことを特徴とする請求項１に記載のシリカ凝集体。
【請求項３】
前記シリカ凝集体における、シリカに対する前記酸化アルミニウムの質量比が、３質量％以上であることを特徴とする請求項２に記載のシリカ凝集体。
【請求項４】
前記シリカ凝集体の平均粒径が、１０μｍ以上２０００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のシリカ凝集体。
【請求項５】
前記シリカ一次粒子の平均粒径が、４ｎｍ以上６ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のシリカ凝集体。
【請求項６】
前記シリカ凝集体は、その表面に、アミノ基またはエポキシ基を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のシリカ凝集体。
【請求項７】
金属イオンの吸着用であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のシリカ凝集体。
【請求項８】
前記金属イオンが、セシウム、ストロンチウム、ルテニウム、鉛、カドミウム、亜鉛、銅、鉄、ニッケル、銀、ロジウム、パラジウム、イリジウムからなる群から選択される少なくとも１つの元素を含むイオンであることを特徴とする請求項７に記載のシリカ凝集体。
【請求項９】
前記シリカ凝集体に固定されたＤＮＡをさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のシリカ凝集体。
【請求項１０】
前記ＤＮＡの含有率が、前記シリカ凝集体の全体を１００質量％としたときに、１質量％以上５０質量％以下であることを特徴とする請求項９に記載のシリカ凝集体。
【請求項１１】
前記ＤＮＡは、その平均分子量が５００，０００以下であることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のシリカ凝集体。
【請求項１２】
前記ＤＮＡが、前記シリカ凝集体に含まれるＤＮＡの全体を１００質量％としたときに８０質量％以上が１本鎖ＤＮＡであることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか一項に記載のシリカ凝集体。
【請求項１３】
液体に含まれるセシウム、ストロンチウム、鉛、カドミウム、亜鉛、銅、鉄、ニッケル、銀、ロジウム、パラジウム、またはイリジウムを含むイオンを吸着するための吸着材であって、
前記吸着材が、平均粒径が１ｎｍ以上１０ｎｍ未満である複数のシリカ一次粒子が凝集したシリカ凝集体を含むことを特徴とする吸着材。
【請求項１４】
カラム容器と、前記カラム容器に充填された吸着材と、を含む吸着カラムであって、
前記吸着材が、請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載のシリカ凝集体を含むことを特徴とする吸着カラム。
【請求項１５】
吸着カラムと、前記吸着カラムに金属イオンを含有する液体を送液する送液手段と、を有する浄化システムであって、
前記吸着カラムが、請求項１４に記載の吸着カラムであることを特徴とする浄化システム。
【請求項１６】
金属イオンを含む液体の処理方法であって、
前記液体を吸着材に接触させる工程を有し、
前記吸着材が、請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載のシリカ凝集体を含むことを特徴とする液体の処理方法。
【請求項１７】
複数のシリカ一次粒子が凝集したシリカ凝集体の製造方法であって、
平均粒径が１ｎｍ以上１０ｎｍ未満の複数のシリカ一次粒子の分散液を調製する工程と、
前記分散液から分散媒を除去する工程と、
前記複数のシリカ一次粒子間を架橋する工程と、を有することを特徴とするシリカ凝集体の製造方法。
【請求項１８】
金属元素を含む液体からの金属回収方法であって、
前記液体を吸着材に接触させる工程、ならびに吸着材から金属を回収する工程を有し、
前記吸着材が、請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載のシリカ凝集体を含むことを特徴とする液体からの金属回収方法。
【請求項１９】
焼却飛灰中の重金属処理方法であって、
前記焼却飛灰に吸着材を添加する工程を有し、
前記吸着材が、請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載のシリカ凝集体を含むことを特徴とする焼却飛灰中の重金属処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリカ凝集体、吸着材、吸着カラム、浄化システム、液体の処理方法、およびシリカ凝集体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所や機械電子工業、その他の化学工業において発生する廃液などの溶液中には、重金属や貴金属、および、それらのイオンなど物質が混入していることがある。これらの物質は、環境保全ならびに資源再利用の観点から、溶液から除去されることが望ましい。
【０００３】
例えば、原子力発電所においては、核燃料の溶融または核燃料の再利用の際に、放射性または非放射性のセシウム（Ｃｓ）やストロンチウム（Ｓｒ）やルテニウム（Ｒｕ）などを含む廃液が発生する。
【０００４】
これらの廃液からＣｓ、Ｓｒ、Ｒｕなどの物質を除去する方法としては、当該廃液を吸着材に接触させ、当該吸着材によって吸着除去する方法が挙げられる。Ｃｓを吸着する吸着材としてはゼオライトが知られており、特許文献１にはゼオライトを用いて水溶液から放射性Ｃｓを除去する方法が記載されている。
【０００５】
特許文献１に記載されているように、ゼオライトは、他のアルカリ金属の化合物など、目的外の物質が多量に溶存している場合には、それらの物質を多量に吸着してしまい、目的物質を十分に吸着できない場合がある。特許文献１では、ゼオライトにＣｓとともに他のアルカリ金属を吸着させた後、ゼオライトを水で処理することで当該他のアルカリ金属を溶出させる。そして水で処理したゼオライトを再び廃液に接触させて、Ｃｓおよび他のアルカリ金属を再度吸着させる。この吸着、溶出の工程を繰り返すことで、夾雑物が存在する場合においてもゼオライトのＣｓの吸着量を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１１７４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の方法によれば、夾雑物が存在する場合においてもＣｓの吸着量を向上させることができるが、吸着材であるゼオライトに接触させる液体を廃液と水とで交互に切り替える必要があり、操作や浄化システムの構成が煩雑になりやすい。また、特許文献１に記載の方法では、吸着、溶出の工程の繰り返しを行うことで吸着量を高めるが、１度の吸着においてより多くの目的物を吸着できる吸着材であれば、その繰り返し回数を低減できるため好ましい。
【０００８】
すなわち、従来は、夾雑物を多く含む液体から、目的の物質を十分に高い割合で吸着できる吸着材が求められていた。
【０００９】
そこで本発明では、上述の課題に鑑み、夾雑物を多く含む液体から目的の物質を高い割合で吸着するシリカ凝集体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としてのシリカ凝集体は、複数のシリカ一次粒子が凝集したシリカ凝集体であって、前記複数のシリカ一次粒子の平均粒径は１ｎｍ以上１０ｎｍ未満であり、前記複数のシリカ一次粒子同士はシロキサン結合を含む結合によって架橋されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、夾雑物を多く含む液体から目的の物質を高い割合で吸着するシリカ凝集体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】シリカ凝集体およびＤＮＡ固定シリカ凝集体の構成を模式的に示す図である。
【図２】シリカ凝集体およびＤＮＡ固定シリカ凝集体の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】吸着カラムの構成の一例を模式的に示す図である。
【図４】浄化システムの構成の一例を模式的に示す図である。
【図５】液体の処理方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係るシリカ凝集体について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対して適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に含まれる。
【００１４】
［シリカ凝集体］
図１は、本実施形態に係るシリカ凝集体の構成を模式的に示す図である。本実施形態に係るシリカ凝集体１は、複数のシリカ一次粒子１１が凝集したシリカ凝集体である。複数のシリカ一次粒子１１の平均粒径（直径）は１ｎｍ以上１０ｎｍ未満である。複数のシリカ一次粒子１１同士（シリカ一次粒子同士）はシロキサン結合を含む結合１２によって架橋されている。さらに、シリカ凝集体１は、その表面の少なくとも一部に、酸化アルミニウム１３を有していることが好ましい。なお、シリカ凝集体１において、複数のシリカ一次粒子は、三次元的なネットワークを形成して連結されていることが好ましい。
【００１５】
シリカ凝集体１またはＤＮＡ固定シリカ凝集体２（後述）の個数基準の平均粒径は、１０μｍ以上であることが好ましい。これにより、シリカ凝集体１を吸着材として、後述する吸着カラム、浄化システム、廃液や汚染水などの液体の処理方法として利用するときに、通液時の圧力損失を抑制しつつ、シリカ凝集体１の系外への流出を抑制することができる。詳しくは後述するが、シリカ凝集体１をこれらの用途で使用する場合には、除去対象物質を吸着したシリカ凝集体１を系外に流出させないために、フィルター等を用いる。フィルターの孔径はシリカ凝集体１の粒径に応じて選択する必要があり、シリカ凝集体１の粒径より小さな孔径を有するフィルターを用いることが好ましい。フィルターの孔径を小さくしすぎると、液体がフィルターを通過する際の圧力損失が増加してしまい、好ましくない。一方、本実施形態では、シリカ凝集体１の平均粒径を１０μｍ以上と大きくすることで、シリカ凝集体１を系内に保持するためのフィルターの孔径を大きくすることができ、通液時の圧力損失を抑制することができる。カラム通水時の圧力損失と吸着材の粒径の関係を表したＥｒｇｕｎ式からも、線流速１ｍ／ｈとしたときに圧力損失を１ＭＰａ／ｍ以下に抑えるため条件として、シリカ凝集体１の平均粒径は１０μｍ以上とすることが好ましいことが導かれる。また、シリカ凝集体１の個数基準の平均粒径は、１０μｍ以上であることによって、廃液または汚染水中でのシリカ凝集体１の沈降速度が速くなるため、バッチ吸着の際の固液分離を効率的に行うことができるようになる。
【００１６】
また、シリカ凝集体１の個数基準の平均粒径は、２０００μｍ以下であることが好ましい。これにより、シリカ凝集体１の比表面積を多くすることができ、除去対象物質を効率的に吸着することができる。
【００１７】
シリカ凝集体１またはＤＮＡ固定シリカ凝集体２（後述）の個数基準の平均粒径は、低倍率の顕微鏡画像を用いて、各粒子の円相当径を測定し、その個数基準の平均値を算出することで測定することができる。このとき用いる顕微鏡画像は、光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡などを用いて取得されるものを用いることができる。１つの視野の中に数十個〜数百個の粒子が写るように倍率を調整して画像を取得し、視野内の各粒子の円相当径を測定する。複数視野について上記測定を行って個数基準の平均粒径を算出してもよいが、１つの視野内に統計的に十分な量の粒子が写っていれば、１つの視野内で個数基準の平均粒径を算出してもよい。なお、レーザー回折・散乱法、動的光散乱法（ＤＬＳ）、粒子のサイズによる沈降速度の違いを計測する超遠心分離法などを用いて個数基準の平均粒径を測定することもできる。
【００１８】
＜シリカ一次粒子＞
本実施形態に係るシリカ凝集体１を構成するシリカ一次粒子１１は、シリカを含む粒子であり、シリカ凝集体１を構成する複数のシリカ一次粒子１１の平均粒径（直径）は１ｎｍ以上１０ｎｍ未満である。シリカ一次粒子１１は、シリカナノ粒子またはシリカシングルナノ粒子と呼ぶこともできる。
【００１９】
（平均粒径）
シリカ凝集体１を構成する複数のシリカ一次粒子１１の平均粒径は、１ｎｍ以上１０ｎｍ未満であり、１ｎｍ以上９ｎｍ未満であることが好ましく、２ｎｍ以上８ｎｍ以下であることがより好ましく、４ｎｍ以上６ｎｍ以下であることが特に好ましい。シリカ凝集体１を構成する複数のシリカ一次粒子１１の平均粒径を１０ｎｍ未満と小さくすることで、シリカ凝集体１による金属イオン等の除去対象物質の吸着能が劇的に向上することが本発明者らの検討によりわかった。このメカニズムは明らかではないが、シリカ凝集体１の比表面積を増大させることに加えて、金属イオン等を吸着または保持するために好適なサイズの細孔が、凝集体１に形成されやすくなるためであると本発明者らは推測している。
【００２０】
なお、以下の説明において、シリカ凝集体１またはＤＮＡ固定シリカ凝集体２（後述）が吸着する物質である、金属元素を含むイオン等の物質を、除去対象物質と称する。本明細書においては、金属元素を含むイオンを金属イオンと称することもある。除去対象物質は、セシウム（Ｃｓ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、鉛（Ｐｂ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）からなる群から選択される少なくとも１つの元素を含むイオンであることが好ましい。除去対象物質は放射性元素を含んでいてもよい。本実施形態のシリカ凝集体１は、特にセシウム（Ｃｓ）またはストロンチウム（Ｓｒ）を含むイオンの吸着に用いることが好適であり、放射性セシウムまたは放射性ストロンチウムを含むイオンの吸着に用いることがより好適である。
【００２１】
シリカ凝集体１を構成する複数のシリカ一次粒子１１の平均粒径は、シリカ凝集体１の比表面積測定を含む方法によって測定することができる。具体的には、シリカ凝集体１の比表面積と密度を測定し、シリカ凝集体１を構成するシリカ一次粒子１１が均一な粒径を有する球であると仮定して、比表面積と密度に基づいて算出することができる。シリカ凝集体１１の比表面積の測定方法は特に限定はされず、例えば、ガス吸着法によって測定されるＢＥＴ比表面積をシリカ凝集体１１の比表面積とすることができる。あるいは、シアーズ法（水酸化ナトリウムを用いた滴定による方法）によって測定される比表面積をシリカ凝集体１１の比表面積としてもよい。別の方法として、シリカ凝集体１を顕微鏡で観察し、シリカ一次粒子１１のサイズを計測することで、シリカ一次粒子１１の平均粒径を測定してもよい。
【００２２】
（調製方法）
シリカ一次粒子１１は、アルコキシシランを加水分解、縮重合させて合成させることができる。アルコキシシランの具体例として、Ｓｉ（ＯＲ）４で表されるものが挙げられる。ここで、Ｒは、それぞれ異なってもよい、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基などの低級アルキル基である。
【００２３】
アルコキシシランを加水分解、縮重合させてシリカ一次粒子１１を合成する方法の一例を示す。まず、アルコキシシランを有機溶媒に溶解させる。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、ブタノール、エチレングリコール、エチレングリコール−モノ−ｎ−プロピルエーテルなどのアルコール類；ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン、シクロオクタンのような各種の脂肪族系ないしは脂環族系の炭化水素類；トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの各種の芳香族炭化水素類；ギ酸エチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどの各種のエステル類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの各種のケトン類；ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジイソプロピルエーテルのような各種のエーテル類などが挙げられる。これらの中でも、調製される溶液の安定性の点からアルコール類を使用することが好ましい。
【００２４】
また、アルコキシシランの溶液を調製する際には、必要に応じて、アルコキシル基の加水分解、および、縮重合反応を促進するための触媒と、水を添加してもよい。触媒としては、例えば、硝酸、塩酸、硫酸、燐酸、酢酸、アンモニアなどを例示することができる。
【００２５】
アルコキシシランからシリカ一次粒子１１を得る場合には、別の金属元素を含む金属アルコキシド化合物の溶液を別に調製してからアルコキシシランの溶液と混合してから加水分解、縮重合させることで、シリカ一次粒子１１に別の金属元素を含有させること、または別の金属酸化物を含有させることができる。
【００２６】
あるいは、シリカ一次粒子１１としては、市販のコロイダルシリカなどを使用することもできる。コロイダルシリカを分散させたコロイド溶液の市販品の具体例としては、スノーテックスＮＸＳ、スノーテックスＯＸＳ、スノーテックスＣＸＳ（以上、日産化学工業株式会社製、「スノーテックス」は日産化学工業株式会社の登録商標）などが挙げられる。
【００２７】
シリカ一次粒子１１は、少なくともその表面の一部に、酸化アルミニウム１３を有していることが好ましい。これにより、シリカ一次粒子１１を凝集させてシリカ凝集体１を形成するときに、シリカ一次粒子１１間の結合をより強固にでき、シリカ凝集体１の安定性や強度を向上させることができる。また、これにより、形成されるシリカ凝集体１の表面に酸化アルミニウム１３を配置することもできる。さらに、シリカ一次粒子１１が少なくともその表面の一部に酸化アルミニウム１３を有していることで、粒子表面の電荷状態を調整することができ、分散液中でのシリカ一次粒子１１の分散安定性を向上させることもできる。
【００２８】
（凝集体形成方法）
本実施形態に係るシリカ凝集体１は、このシリカ一次粒子１１が凝集した凝集体であり、シリカ一次粒子１１を凝集させて得ることができる。シリカ一次粒子１１を凝集させる方法としては、例えば、シリカ一次粒子１１の分散液を出発原料として、当該分散液から分散媒または溶媒を除去する方法がある。このとき、乾燥処理を含む減圧乾燥法やスプレードライ法を利用することもできる。必要に応じて加熱条件下で行ってもよい。あるいは、光などの他の刺激による凝集方法も利用できる。
【００２９】
なお、本実施形態に係るシリカ凝集体１は、シリカ一次粒子１１を予め凝集させた凝集体（いわゆる二次粒子）であってもよい。また、シリカ一次粒子１１を予め凝集させた凝集体（いわゆる二次粒子）を、さらに凝集させた凝集体（いわゆる三次粒子）であってもよい。
【００３０】
＜シリカ一次粒子間の結合＞
本実施形態に係るシリカ凝集体１において、シリカ凝集体１を構成するシリカ一次粒子１１間は、シロキサン結合を含む結合１２によって架橋されている。シリカ一次粒子１１間が結合１２によって架橋されていることで、シリカ凝集体１の安定性や強度を向上させることができる。本明細書においては、複数のシリカ一次粒子１１間を結合１２で架橋させる処理を強化処理と呼ぶ。強化処理に用いる化合物（架橋剤）としては、アルコキシシラン、または、オルガノシラン、またはこれらの加水分解生成物等が好適に使用できる。これらの架橋剤を含む溶液を強化処理液と呼ぶ。
【００３１】
アルコキシシランとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシランなどを挙げることができる。オルガノシランとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシランなどを挙げることができる。さらに、アルコキシシラン、オルガノシランを予め架橋したオリゴマーも用いることができる。
【００３２】
強化処理液として、必要に応じて２以上の異なる強化処理液を組み合わせて用いることができる。換言すれば、複数の架橋剤を併用してもよい。
【００３３】
強化処理液として、ｐＨの変動により、ゲル化するものを用いることもできる。ゲル化とは、ｐＨをシフトする効果をもつ酸、アルカリ、塩類などの成分を加えることにより、一次粒子間の架橋が促進されることを指す。ゲル化する強化処理液としては、酸性成分を含むものが特に好ましい。酸性成分とは、アルカリイオン、アルカリ土類イオン、アンモニウムイオンなどと反応し、塩を形成するものを指し、具体的には、Ｃｌ−、ＮＯ３−、ＨＳＯ４−、ＳＯ４２−等イオンと、遊離の塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、βジケトン等を挙げることができる。これらの酸性成分も必要に応じて２種以上を組み合わせて用いることができる。ゲル化させる際のｐＨ範囲は、好ましく０〜７で、より好ましくは１〜６である。
【００３４】
＜酸化アルミニウム＞
本実施形態に係るシリカ凝集体１は、その表面の少なくとも一部に酸化アルミニウム１３を有することが好ましい。シリカ凝集体１がその表面の少なくとも一部に酸化アルミニウム１３を有することで、シリカ凝集体１の金属イオン等の除去対象物質の吸着能を向上させることができる。酸化アルミニウム１３はシリカ凝集体１の表面の一部を被覆していてもよいし、シリカ凝集体１の表面の全部を被覆していてもよい。また、酸化アルミニウム１３はシリカ凝集体１の内部に含まれていてもよいし、シリカ一次粒子１１の粒子間に存在していてもよい。
【００３５】
シリカ凝集体１に含まれる酸化アルミニウム１３の含有率は、シリカ凝集体１に含まれるシリカの全体を１００質量％としたときに、１質量％以上であることが好ましく、３質量％以上であることがさらに好ましい。すなわち、シリカ凝集体における、シリカに対する酸化アルミニウム１３の質量比は、１質量％以上であることが好ましく、３質量％以上であることがより好ましい。また、酸化アルミニウム１３の含有率の上限は特に限定はされないが、２０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以下であることがより好ましい。当該含有率を１質量％以上とすることで、シリカ凝集体１の金属イオン等の除去対象物質の吸着能をより向上させることができ、３質量％以上とすることで、当該吸着能をより一層向上させることができる。
【００３６】
［ＤＮＡ固定シリカ凝集体］
次に、上述のシリカ凝集体１を担体として、ＤＮＡ１４を固定化したＤＮＡ固定シリカ凝集体２について説明する。本実施形態に係るＤＮＡ固定シリカ凝集体２は、図１（ｂ）に示すように、シリカ凝集体１と、シリカ凝集体１に固定されたＤＮＡ１４と、を有する。本実施形態のＤＮＡ固定シリカ凝集体２は、シリカ凝集体１と同様に金属イオン等の除去対象物質の吸着に用いることが好適であり、特にＣｓ、Ｓｒ、またはＲｕを含むイオンの吸着に用いることが好適である。また、ＤＮＡ固定シリカ凝集体２は、放射性Ｃｓ、放射性Ｓｒ、または放射性Ｒｕを含むイオンの吸着に用いることがより好適である。なお、以下の説明において、ＤＮＡ固定シリカ凝集体を、単にＤＮＡ複合体と呼ぶことがある。また、本実施形態に係るＤＮＡ固定シリカ凝集体２は、ＤＮＡ１４の代わりにＲＮＡを有していてもよい。すなわち、シリカ凝集体１を担体として、核酸を固定化した核酸固定シリカ凝集体であってもよい。
【００３７】
＜ＤＮＡ＞
ＤＮＡ固定シリカ凝集体２が有するＤＮＡ１４の種類は特に限定はされず、１本鎖ＤＮＡであっても２本鎖ＤＮＡであってもよい。２本鎖ＤＮＡは、平面的な化学構造をもつ芳香族化合物や、重金属イオンなどが選択的にインターカレーションされるという利点を持つ。一方、１本鎖ＤＮＡは、２本鎖ＤＮＡにおいて相補的なＤＮＡとの間に形成される塩基間の水素結合が形成されていないため、ＤＮＡ中の塩基の有するアミノ基等が露出している。これにより、塩基と金属イオン等との相互作用が促進される。その結果、金属イオン等の物質を錯体化するなどして吸着する能力を、２本鎖ＤＮＡに比べて高くすることができると考えられる。そのため、金属イオン等を除去対象物質とする場合には、ＤＮＡ１４は１本鎖ＤＮＡであることが好ましい。なお、ＤＮＡ１４はその一部が１本鎖ＤＮＡであって他の一部が２本鎖ＤＮＡであってもよい。すなわち、１本鎖ＤＮＡと２本鎖ＤＮＡの混合物であってもよい。ＤＮＡ１４は、ＤＮＡ固定シリカ凝集体２に含まれるＤＮＡの全体を１００質量％としたときに８０質量％以上が１本鎖のＤＮＡであることが好ましい。
【００３８】
ＤＮＡ全体に対する、１本鎖ＤＮＡの含有比率および２本鎖ＤＮＡの含有比率は、吸光度を測定するによって算出することができる。別の方法としては、例えば、ＰｉｃｏＧｒｅｅｎ  ｄｓＤＮＡアッセイキット、または、ＯｌｉＧｒｅｅｎ  ｓｓＤＮＡアッセイキット（以上、Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製、「ＰｉｃｏＧｒｅｅｎ」および「ＯｌｉＧｒｅｅｎ」はＴｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社の登録商標）などの市販の評価キットを利用し、そのプロトコールに沿って測定することができる。
【００３９】
ＤＮＡ１４としては、例えば、哺乳類や鳥類、魚類、軟体動物等の動物の精巣や胸腺から得られるＤＮＡが挙げられる。特に、サケ、ニシンまたはタラの白子（精巣）、あるいは、ホタテガイのウロ（生殖巣）から得られるものが好ましい。あるいは、ウシ、ブタ、ニワトリ等の哺乳類または鳥類の胸腺から得られるものが好ましい。ＤＮＡ１４は合成ＤＮＡであってもよく、その塩基配列は特に限定はされないが、ｐｏｌｙ（ｄＡ）、ｐｏｌｙ（ｄＴ）などの配列を有する合成ＤＮＡであってもよい。これらの水溶性形態として、アルカリ塩、アンモニウム塩の形態を用いる。好ましく、アルカリ塩で、より好ましくナトリウム塩である。
【００４０】
ＤＮＡ１４の平均分子量は、５００，０００（５０万）以下であることが好ましく、２００，０００（２０万）以下であることがより好ましく、１００，０００（１０万）以下であることがさらに好ましい。また、８０，０００（８万）以下であることがさらにより好ましく、５０，０００（５万）以下であることが特に好ましい。ＤＮＡ１４の平均分子量が５０万以下であることによって、シリカ凝集体１と複合化されるＤＮＡ１４の量が増加し、その結果、除去対象物質をより多く吸着することができる。
【００４１】
ＤＮＡ１４の平均分子量は、ナノサイズの空隙内へのＤＮＡの固定化を考慮した時、重要な因子である。例えば、ＤＮＡ１４の分子量が５０万であり、ＤＮＡ１４が１本鎖ＤＮＡであり、ＤＮＡ１４が担体表面に吸着しているときのＤＮＡ１４のサイズ（慣性半径）は、およそ１５ｎｍと見積もられる。この程度のサイズ以下のサイズのＤＮＡであれば、上述のシリカ凝集体１に効率的に固定化できると考えられる。したがって、ＤＮＡ１４の平均分子量は５０万以下が好ましいと考えられる。
【００４２】
また、ＤＮＡ１４の平均分子量が５０万以下であることによって、ＤＮＡ１４の水に対する溶解度を向上させるとともに、ＤＮＡ１４を水に溶解させた水溶液の粘度を低下させることができる。ＤＮＡ１４の水溶液をシリカ一次粒子１１と接触させる工程を含む方法によってＤＮＡ固定シリカ凝集体２を製造する場合には、ＤＮＡ１４の水溶液とシリカ一次粒子１１とをできるだけ均一に混合することが好ましい。ＤＮＡ１４の水溶液の粘度が高すぎると均一に混合することが困難となり、ＤＮＡ固定シリカ凝集体２中におけるＤＮＡ１４の量を十分に増やせないばかりか、ＤＮＡ固定シリカ凝集体２を製造することすら困難な場合もある。そのため、ＤＮＡ１４の平均分子量は５０万以下とすることが好ましい。
【００４３】
ＤＮＡ固定シリカ凝集体２を構成するＤＮＡ１４の含有率は、ＤＮＡ固定シリカ凝集体２の全体を１００質量％としたときに１質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。また、３質量％以上５０質量％以下であることがより好ましく、５質量％以上５０質量％以下であることがさらに好ましく、１５質量％以上５０質量％以下であることが特に好ましい。ＤＮＡ１４の含有率を１質量％以上とすることで、除去対象物質をより多く吸着することができる。特に、ＤＮＡ１４に由来する吸着能が向上し、例えばＲｕを含むイオンの吸着能を大きく向上させることができる。
【００４４】
ＤＮＡ固定シリカ凝集体２において、ＤＮＡ１４の含有率が増加するに伴い除去対象物質の吸着量も増加するため、ＤＮＡ１４の含有率はより高いほうが好ましい。ＤＮＡ１４の含有率を１５質量％より大きくすることで、除去対象物質の吸着量を顕著に増やすことができる。一方で、ＤＮＡ１４の含有率が５０質量％を大きく超える場合は、ＤＮＡ１４をシリカ凝集体１に安定して固定化させることが困難となる場合があるため、ＤＮＡ１４の含有率は５０質量％以下であることが好ましい。
【００４５】
ＤＮＡ固定シリカ凝集体２におけるＤＮＡ１４の含有率は、吸光度測定による方法で測定することができる。具体的には、製造したときに、シリカ凝集体１またはシリカ一次粒子１１に固定化されずに溶液中に残存したＤＮＡの量を、吸光度測定によって測定する方法が挙げられる。あるいは、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）による表面分析によって、ＤＮＡ１４の量を測定することができる。
【００４６】
ＤＮＡ固定シリカ凝集体２において、シリカ凝集体１は、その表面に、塩基性官能基またはエポキシ基を有するオルガノシロキサンを有していてもよい。塩基性官能基は、ＤＮＡ１４中の酸性官能基であるリン酸基と酸塩基構造を形成しうる窒素を含む官能基、典型的にはアミノ基を指す。シリカ凝集体１が塩基性官能基を有していることで、ＤＮＡ１４中のリン酸基との間にイオン性の相互作用が生じて、共有結合または非共有結合を形成し、ＤＮＡ１４を固定化することができる。シリカ凝集体１が有する塩基性官能基としては、２級アミノ基、３級アミノ基、および４級アミノ基のいずれかであることが好ましい。シリカ凝集体１がエポキシ基を有していることで、ＤＮＡ１４中の塩基や水酸基と共有結合を形成し、ＤＮＡ１４を固定化することができる。
【００４７】
シリカ凝集体１の表面に塩基性官能基またはエポキシ基を導入する方法としては、該官能基を有するシラン化合物（以下、カップリング剤と呼ぶことがある）をシリカ凝集体１の表面で加水分解させる方法がある。シラン化合物はシリカ凝集体１の表面に存在する水酸基との間でシロキサン結合を形成することができるため、これにより上述の官能基をシリカ凝集体１の表面に導入することができる。
【００４８】
塩基性官能基を有するシラン化合物の具体例として、下記の化合物を挙げる。
【００４９】
【化１】
2019064908.tif 000003
【００５０】
ここで、各式のＲ１は水素または炭素数１〜８の一価の炭化水素基であり、Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６およびＲ９はそれぞれ独立して炭素数１〜８の一価の炭化水素基である。また、Ｒ７およびＲ８はそれぞれ独立して二価の炭化水素基であり、Ｒ２は炭素数１〜８の二価の炭化水素基または−ＮＨ−を有する二価基である。
【００５１】
これらの式（１）〜（５）中、Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ９が示す炭素数１〜８の一価の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基などの炭素数１〜８の鎖状、分枝状、または環状アルキル基や、フェニル基などの芳香族炭化水素基を挙げることができる。式（１）〜（５）中、Ｒ２が示す炭素数１〜８の二価の炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基などの炭素数１〜８の鎖状、分枝状、または環状の２価のアルキレン基や、ｏ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、ｐ−フェニレン基などの炭素数１〜８の二価の芳香族炭化水素基を挙げることができ、−ＮＨ−を有する二価基としては、具体的に、−ＮＨ−や、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基などの二価の炭化水素基の１つまたは２つが窒素原子に結合して形成される基などを挙げることができ、具体的に、−Ｃ２Ｈ４ＮＨＣ３Ｈ６−、−Ｃ３Ｈ６ＮＨＣ２Ｈ４−、−ＣＨ２ＮＨＣ３Ｈ６−、−Ｃ２Ｈ４ＮＨＣＨ２−、−Ｃ２Ｈ４ＮＨＣ２Ｈ４−、−Ｃ３Ｈ６ＮＨＣ３Ｈ６−などを例示することができる（これらの基のアルキレン基は直鎖上でも分岐鎖状でもよい）。式（４）、（５）中、Ｒ７，Ｒ８が示す二価の炭化水素基としては、炭素数が限定されるものではなく、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基などの鎖状、分枝状、または環状の２価のアルキレン基や、ｏ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、ｐ−フェニレン基などの２価の芳香族炭化水素基を挙げることができ、具体的に、メチレン基、エチレン基などを例示することができる。式（３）中、Ｘ−が示すアニオンとしては、４級アミノ基を有するシロキサンカチオンと対イオンを形成できるものであれば、いずれのものであってもよく、例えば、ハロゲンイオンなどを挙げることができる。
【００５２】
これらのシラン化合物の具体例として、Ｈ２ＮＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、Ｈ２ＮＣ３Ｈ６ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２、Ｈ２ＮＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、Ｈ２ＮＣ３Ｈ６ＳｉＣＨ３（ＯＣ２Ｈ５）２、（ＣＨ３）ＨＮＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、（ＣＨ３）ＨＮＣ３Ｈ６ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２、（ＣＨ３）ＨＮＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、（ＣＨ３）ＨＮＣ３Ｈ６ＳｉＣＨ３（ＯＣ２Ｈ５）２、（ＣＨ３）２ＮＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、（ＣＨ３）２ＮＣ３Ｈ６ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２、（ＣＨ３）２ＮＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、（ＣＨ３）２ＮＣ３Ｈ６ＳｉＣＨ３（ＯＣ２Ｈ５）２、（Ｃ２Ｈ５）２ＮＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、（Ｃ２Ｈ５）２ＮＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、Ｈ２ＮＣ２Ｈ４ＮＨＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、Ｈ２ＮＣ２Ｈ４ＮＨＣ３Ｈ６ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２、Ｈ２ＮＣ２Ｈ４ＮＨＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、Ｈ２ＮＣ２Ｈ４ＮＨＣ３Ｈ６ＳｉＣＨ３（ＯＣ２Ｈ５）２、（ＣＨ３）ＨＮＣ２Ｈ４ＮＨＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、（ＣＨ３）ＨＮＣ２Ｈ４ＮＨＣ３Ｈ６ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２、（ＣＨ３）ＨＮＣ２Ｈ４ＮＨＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、ＣＨ３ＨＮＣ２Ｈ４ＮＨＣ３Ｈ６ＳｉＣＨ３（ＯＣ２Ｈ５）２、（ＣＨ３）２ＮＣ２Ｈ４ＮＨＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、（ＣＨ３）２ＮＣ２Ｈ４ＮＨＣ３Ｈ６ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２、（ＣＨ３）２ＮＣ２Ｈ４ＮＨＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、（ＣＨ３）２ＮＣ２Ｈ４ＮＨＣ３Ｈ６ＳｉＣＨ３（ＯＣ２Ｈ５）２、Ｃｌ−（ＣＨ３）３Ｎ＋Ｃ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、Ｃｌ−（Ｃ４Ｈ９）３Ｎ＋Ｃ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣＨ３）３などを挙げることができる。これらの少なくとも１種を用いることができる。
【００５３】
塩基性官能基が環状である場合では、カップリング剤の具体例として以下の化合物を挙げることができる。
【００５４】
【化２】
2019064908.tif 000004
【００５５】
エポキシ基を有するシラン化合物の具体例としては、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが挙げられる。式（６）〜（１２）のシラン化合物は、それらの部分加水分解縮合物であるアルコキシオリゴマーであってもよい。シリカ凝集体１との反応点が多くなるため、シラン化合物とシリカ凝集体１表面との結合が安定化することで、ＤＮＡを確実に固定化させることが可能になる。式（９）で示されるアルコキシオリゴマーを、ＤＮＡを含むコロイダルシリカ溶液に添加した際、そのコロイド溶液の不安定化（ゲル化）を引き起こさないため、塩基性官能基を有するシラン化合物として好ましい。塩基性官能基はＤＮＡを固定するのみならず、各種の金属元素を吸着できるため、対象の金属に応じて各種の塩基性官能基を有するシラン化合物を用いることが出来る。
【００５６】
［シリカ凝集体およびＤＮＡ固定シリカ凝集体の製造方法］
シリカ凝集体１およびＤＮＡ固定シリカ凝集体２の製造方法の一例を、図２を用いて説明する。
【００５７】
本実施形態に係るシリカ凝集体１の製造方法は、下記の（１）〜（３）の工程を有する。
（１）平均粒径１ｎｍ以上１０ｎｍ未満のシリカ一次粒子の分散液を調製する工程
（２）シリカ一次粒子の分散液から、分散媒を除去する工程
（３）シリカ一次粒子間を架橋する工程
【００５８】
以下、各工程について説明する。
【００５９】
（１）平均粒径１ｎｍ以上１０ｎｍ未満のシリカ一次粒子の分散液を調製する工程（Ｓ２０１）
ステップＳ２０１において、平均粒径１ｎｍ以上１０ｎｍ未満のシリカ一次粒子の分散液を調製する。本工程の一例としては、平均粒径１ｎｍ以上１０ｎｍ未満のシリカ一次粒子を、水などの分散媒中に分散させる。あるいは、市販の平均粒径１ｎｍ以上１０ｎｍ未満のシリカ一次粒子の分散液を用意してそれを後の工程に用いてもよい。なおこのとき、当該シリカ一次粒子は、その表面の少なくとも一部に酸化アルミニウムを有することが好ましい。当該シリカ一次粒子が酸化アルミニウムを有していない場合は、酸化アルミニウムまたはその原料となるアルミ化合物を、分散液中に分散または溶解させることが好ましい。
【００６０】
ステップＳ２０１においては、シリカ一次粒子の分散液に上述のカップリング剤を添加してもよい。また、ＤＮＡ固定シリカ凝集体２を製造する場合には、シリカ一次粒子の分散液にＤＮＡを溶解させてもよい。または、ＤＮＡの溶液を調製した後に、そのＤＮＡ溶液にシリカ一次粒子を分散させてもよい。あるいは、シリカ一次粒子の分散液とＤＮＡ溶液とを混合してもよい。
【００６１】
（２）シリカ一次粒子の分散液から、分散媒を除去する工程（Ｓ２０２）
ステップＳ２０２において、ステップＳ２０１で調製した分散液から、分散媒を除去する。分散媒を除去する方法は特に限定はされず、スプレードライ法や減圧乾燥法などを用いることができる。本工程で分散媒を除去する過程において、複数のシリカ一次粒子が凝集または集合し、凝集体を形成する。
【００６２】
ステップＳ２０２の後に、得られた凝集体をイオン交換水で洗浄する工程を設けてもよい。
【００６３】
（３）シリカ一次粒子間を架橋する工程（Ｓ２０３）
ステップＳ２０３において、シリカ一次粒子間を架橋する。シリカ一次粒子間を架橋する方法は特に限定はされず、一例としては、ステップＳ２０２で得られた凝集体を上述の強化処理液で処理する方法が挙げられる。この場合は、上述の強化処理液にステップＳ２０２で得られた凝集体を分散させ、撹拌する。あるいは、ステップＳ２０１において分散液中にカップリング剤を添加した場合には、ステップＳ２０２において分散媒を除去することによって、シリカ一次粒子間を架橋することができる。この場合は、ステップＳ２０２とステップＳ２０３とが同時並行的に行われることになる。したがって、ステップＳ２０２とステップＳ２０３は必ずしもこの順に行われる必要はなく、同時に行われてもよいし、逆の順で行われてもよい。
【００６４】
ステップＳ２０３の後に、得られた凝集体をイオン交換水で洗浄する工程を設けてもよい。その後、得られた凝集体を乾燥させる工程を設けてもよい。
【００６５】
上述のように、ＤＮＡ固定シリカ凝集体２を製造する場合には、ステップＳ２０１において、ＤＮＡとシリカ一次粒子とを含む分散液を調製する。すなわち、ＤＮＡ固定シリカ凝集体２の製造方法は、下記の（１）〜（４）の工程を有するとも言える。
（１）ＤＮＡの溶液を調製する工程
（２）ＤＮＡの溶液に、平均粒径１ｎｍ以上１０ｎｍ未満のシリカ一次粒子の分散液を接触させる工程
（３）ＤＮＡとシリカ一次粒子を含む混合液から、分散媒を除去する工程
（４）シリカ一次粒子間を架橋する工程
【００６６】
［吸着材］
シリカ凝集体１またはＤＮＡ固定シリカ凝集体２は、液体中の、金属イオン等の物質を吸着する吸着材として使用することができる。シリカ凝集体１またはＤＮＡ固定シリカ凝集体２は、吸着能の観点から、セシウム、ストロンチウム、ルテニウム、鉛、カドミウム、亜鉛、銅、鉄、ニッケル、銀、ロジウム、パラジウム、および、イリジウムからなる群から選択される少なくとも１つの元素を含むイオンの吸着材としてより好適である。また、シリカ凝集体１は、セシウム、イリジウム、ルテニウム、パラジウム、またはストロンチウムを含むイオンの吸着材として特に好適である。上述の元素は放射性元素であってもよく、シリカ凝集体１またはＤＮＡ固定シリカ凝集体２は放射性廃棄物を含む液体（放射性廃液）の浄化のための吸着材として好適に用いられる。
【００６７】
シリカ凝集体１またはＤＮＡ固定シリカ凝集体２は、そのままの状態で吸着材として用いてもよく、造粒や成形によって粒径や形状を調整したうえで吸着材として用いてもよい。あるいは、シリカ凝集体１またはＤＮＡ固定シリカ凝集体２を板や繊維、織布、不織布などの他の基材上に固定化したものを、吸着材として用いてもよい。造粒、成形、または固定化の処理の際には、有機バインダーや無機バインダーなどのバインダーを添加してもよい。なお、吸着材が粒子状である場合には、その個数基準の平均粒径は５００μｍ以上であることが好ましい。
【００６８】
また、本実施形態に係る吸着材を放射性廃液中に含まれる放射性金属イオンを除去するために用いる場合には、シリカ凝集体１またはＤＮＡ固定シリカ凝集体２は耐熱性が高いことが好ましい。これは、例えば、吸着材に吸着した放射性物質が放射性崩壊する際に放出される崩壊熱によって、吸着材が高温環境下にさらされることがあるからである。また、同様に、シリカ凝集体１またはＤＮＡ固定シリカ凝集体２は耐放射線性が高いことが好ましい。これは、吸着材が、上述の放射線崩壊によって放出される放射線に曝されることがあるからである。シリカ凝集体１またはＤＮＡ固定シリカ凝集体２の耐熱性および／または耐放射線性が高いことによって、シリカ一次粒子１１やＤＮＡ１４が遊離してしまうことを抑制することができる。これにより、放射性廃液の処理時においても除去対象物質の吸着能を高めることができる。また、シリカ凝集体１またはＤＮＡ固定シリカ凝集体２は酸やアルカリなどの溶剤耐性も高いことが好ましい。酸に耐性があることで、強酸廃液中に含まれる金属イオンを吸着することが可能になる。金属回収工程で生じる廃液は酸性溶液であることが一般的である。シリカ凝集体１またはＤＮＡ固定シリカ凝集体２に吸着した金属イオンは、酸やキレート剤を用いて、シリカ凝集体１またはＤＮＡ固定シリカ凝集体２から分離回収することができる。また、シリカ凝集体１またはＤＮＡ固定シリカ凝集体２はアルカリ耐性がある。これによって、シリカ凝集体１またはＤＮＡ固定シリカ凝集体２はアルカリ環境でも機能することが出来る。たとえば、ごみ焼却飛灰の重金属固定化の処理のために用いることが出来る。ごみ焼却飛灰の重金属固定化の処理では、ごみ焼却飛灰に重金属固定剤を混練して、アルカリ性の環境になる飛灰中で重金属の再溶出を抑制することが求められる。シリカ凝集体１またはＤＮＡ固定シリカ凝集体２の耐酸性および／または耐アルカリ性が高いことによって、ＤＮＡ１４がシリカ凝集体１から遊離してしまうことを抑制することができ、廃液や焼却飛灰の処理時においても除去対象物質の吸着能を高めることができる。
【００６９】
［吸着カラム］
図３は、シリカ凝集体１を含む吸着材２６を充填した吸着カラム２１の構成の一例の模式的に示す図である。本実施形態に係る吸着カラム２１は、カラム容器２４と、カラム容器２４に充填された吸着材２６と、を有しており、吸着材２６はシリカ凝集体１を含んでいる。なお、吸着材２６はシリカ凝集体１の代わりにＤＮＡ固定シリカ凝集体２を含んでいてもよい。また、図３に示すように、吸着カラム２１は、トップフィルター２２、ボトムフィルター２３、および、カラム接続部２５をさらに有していてもよい。吸着カラム２１は、トップフィルター２２側とボトムフィルター２３側にそれぞれ開口を有しており、一方の開口から他方の開口へと液体を通液することで、液体を吸着材２６に接触させることができる。これにより、液体に含まれる金属イオン等の物質を吸着することができる。なお、吸着カラムは吸着塔と呼ばれることもある。
【００７０】
トップフィルター２２は、カラム容器２４に充填した吸着材２６が通液の際に液中で飛散することを防ぐ機能をもつ。また、ボトムフィルター２３は、充填された吸着材２６が吸着カラム２１から流出することを防ぐ機能をもつ。なお、吸着カラム２１は、トップフィルター２２、および、ボトムフィルター２３を有していなくともよい。この場合は、吸着カラム２１の有する開口の口径を、吸着材２６よりも小さくすることが好ましい。
【００７１】
吸着カラム２１の内部の構造は特に限定は特に限定はされない。吸着カラム２１に通液した液体が、吸着カラム２１内部に充填した吸着材２６と十分に接触した後に吸着カラム２１の外部へと流出するようにすることが好ましい。例えば、吸着カラム２１の中心部（中心軸）から外周部へ向かって放射状に廃液が流れるように構成することもできる。
【００７２】
カラム容器２４の形状は特に限定はされないが、例えば円筒型の容器を用いることができる。カラム容器２４の素材としては、吸着カラム２１に通液する液体や吸着材２６、吸着材によって吸着された除去対象物質などが漏えいすることを防止するために、ステンレスや二相ステンレスなどを用いることができる。
【００７３】
カラム接続部２５は、浄化システムの配管など、吸着カラム２１に通液する液体を供給または排出するための配管と接続する機能をもつ。さらに、吸着カラム２１から配管を取り外す際には、カラム接続部２５は、吸着カラム２１内に残存した液体や、吸着体２６によって吸着された除去対象物質などの内容物が漏えいすることを防止する機能をもつこともできる。
【００７４】
また、本実施形態に係る吸着カラム２１を放射性廃液中に含まれる放射性金属イオンなどを除去するために用いる場合には、カラム容器２４の材質として放射線を遮蔽する材質、例えば鉛遮へい材を用いることが好ましい。あるいは、カラム容器２４の外側を覆う外装容器として、上記放射線を遮へいする材質の容器を用いてもよい。これにより、吸着カラム２１の外部に放出される放射線の量を低減し、吸着カラム２１の周囲で作業を行う作業者の被ばく線量を低減するための鉛遮へい材をカラム容器２４に備えたものである。あるいは、吸着カラム２１は、水が放射線によって分解した際に発生する水素をカラム容器２４の外部へと放出するためのベントを有していてもよい。また、この用途の場合、トップフィルター２２、ボトムフィルター２３、カラム容器２４、および、カラム接続部２５には、耐熱性や耐放射線性が高い材料を用いることが好ましい。
【００７５】
［浄化システム］
図４は、シリカ凝集体１を含む吸着材２６を充填した吸着カラム２１を有する浄化システム３１の構成の一例を模式的に示す図である。なお、吸着材２６は、シリカ凝集体１の代わりにＤＮＡ固定シリカ凝集体２を含んでいてもよい。本実施形態に係る浄化システム３１は、吸着カラム２１と、吸着カラム２１に液体を送液する送液手段と、を有する。また、浄化システム３１は、図４に示すように、ろ過装置３３、前処理装置３４、流路切り替えバルブ３６、廃液タンク３７、および、処理液タンク３８をさらに有していてもよい。
【００７６】
ポンプ３２は、浄化システム３１が浄化の対象とする、金属元イオン等の物質を含む液体を、吸着カラム２１に送液する送液手段である。ポンプ３２は、カラム２１に供給される液体の供給量を調整することができる。なお、ポンプ３２は図４ではカラム２１の上流側に配置されているが、カラム２１の下流側に配置されていてもよい。浄化システム３１がろ過装置３３、前処理装置３４をさらに有する場合には、送液手段であるポンプ３２は、これらの装置へと液体を送液する機能ももつ。この場合は、吸着カラム２１に安定して送液できるように、前処理装置３４と吸着カラム２１の間にさらにポンプ３２を設置することもできる。
【００７７】
ろ過装置３３は、浄化システム３１に供給された液体（典型的には廃液）に含まれる不溶な固形成分を除去する役割をもつ。不要な固形成分の例としては、粒径１μｍ以上の粒子状物質を挙げることができる。
【００７８】
前処理装置３４は、吸着カラム２１に供給される液体の前処理を行う装置である。前処理装置３４は、例えば、液体へのｐＨ調整剤の供給と混合を行う。これにより、吸着カラム２１に供給される液体のｐＨを調整することができる。
【００７９】
流路切り替えバルブ３６は、吸着カラム２１からの流出液の流路を切り替えるバルブである。本実施形態では、流路切り替えバルブによって流路を切り替えることで、吸着カラム２１からの流出液を、吸着カラム２１の上流側へと再度供給することができ、これにより、吸着カラム２１に液体を複数回通すことができるようになる。
【００８０】
廃液タンク３７は、浄化システム３１によって浄化を行う液体を貯留するタンクである。廃液タンク３７は浄化システム３１に、浄化システム３１によって浄化を行う液体を供給する供給口としての機能も有する。処理液タンク３８は、浄化システム３１によって処理を行った液体を貯留するタンクである。
【００８１】
なお、本実施形態では送液手段としてポンプ３２を用いた場合について説明したが、これに限定はされない。送液手段として、液体を重力によって送液する手段や、遠心力によって送液する手段などを用いてもよい。
【００８２】
［液体の処理方法］
シリカ凝集体１を用いた液体の処理方法の一例を、図４および図５を用いて説明する。本実施形態に係る液体の処理方法は、金属イオン等の物質を含む液体の処理方法であって、シリカ凝集体１を含む吸着材に当該液体を接触させる工程を有する。以下、詳細に説明する。なお、シリカ凝集体１の代わりにＤＮＡ固定シリカ凝集体２を用いてもよい。
【００８３】
図５は、本実施形態に係る液体の処理方法の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る液体の処理方法は、シリカ凝集体１を含む吸着材に液体を接触させて、当該液体中の金属イオン等の物質を吸着除去する方法である。よって、除去対象物質を含む廃液や汚染水などの液体の浄化方法と言うこともできる。
【００８４】
ステップＳ５０１において、浄化対象の液体（廃液や汚染水）を、配管を通じてろ過装置３３に供給する。ろ過装置３３により、液体に含まれる不溶な固形成分を除去する。
【００８５】
次に、ステップＳ５０２において、固形成分を除去した液体を、配管を通じて前処理装置３４に供給する。前処理装置３４は、液体にｐＨ調整剤を加えて撹拌することで、液体のｐＨが目的の値に調整される。目的のｐＨは、除去の対象となる金属イオン等の物質を除去するための最適な値を選択することができる。例えば、Ｒｕはアルカリ性の液体中では沈殿することがあるため、廃液に塩酸を加えて液体のｐＨを２程度に調整することが好ましい。ただし、Ｒｕの濃度が低い場合にはこの限りではない。
【００８６】
次に、ステップＳ５０３において、前処理が施された液体を、配管を通じて吸着カラム２１に供給する。吸着カラム２１に供給された液体は、吸着カラム２１に充填された吸着材２６を通過する。このとき、吸着材２６に含まれるシリカ凝集体１によって、液体中の金属イオン等の除去対象物質が吸着され、吸着カラム２１から排出される液体から除去される。
【００８７】
吸着カラム２１から流出した液体は、処理液タンク３８に送液されてもよいし、廃液タンク３７に送液されるなどして再度吸着カラム２１に供給されてもよい。
【００８８】
浄化システム３１がポンプ３２を有する場合には、ステップＳ５０１からステップＳ５０３の一部または全部における液体の供給は、ポンプによって行う。浄化システム３１がろ過装置３３や前処理装置３４を有さない場合には、これらの装置によるステップ（ステップＳ５０１やステップＳ５０２）を飛ばして次のステップに液体を供給する。
【００８９】
［液体からの金属回収方法］
シリカ凝集体１を用いた、液体からの金属回収方法の一例を説明する。本実施形態に係る、液体からの金属回収方法は、金属元素からなる群から選択される少なくとも１つの元素を含むイオン等の物質を含む液体からの金属回収方法であって、シリカ凝集体１を含む吸着材に当該液体を接触させる工程、ならびに当該吸着材から金属を回収する工程を有する。当該吸着材は、再利用することもできる。なお、シリカ凝集体１の代わりにＤＮＡ固定シリカ凝集体２を用いてもよい。
【００９０】
以下、具体例を説明する。回収対象のイオンを含む液体（廃液や汚染水）を、配管を通じて吸着カラムに供給する。吸着カラムに供給された液体は、吸着カラムに充填された吸着材を通過する。このとき、吸着材に含まれるシリカ凝集体１によって、液体中のイオン等の回収対象物質が吸着される。吸着カラムから流出した液体は、処理液タンクに送液されてもよいし、廃液タンクに送液されるなどして再度吸着カラムに供給されてもよい。
【００９１】
次に、回収対象のイオンをシリカ凝集体１を含む吸着材から分離する方法を説明する。例えば、回収対象のイオンが吸着したシリカ凝集体１を含む吸着材を加熱分解することで金属を回収できる。たとえば、シリカ凝集体を加熱分解することで、吸着していた金属イオン等を回収できる。
【００９２】
また、酸、アルカリ、あるいはキレート剤を含む液体（溶離液）を接触させることで、金属を回収することもできる。溶離液は、配管を通じて吸着カラムに供給する。吸着カラムに供給された溶離液は、吸着カラムに充填された吸着材を通過する。このとき、吸着材に含まれるシリカ凝集体１からイオン等の回収対象物質が溶離する。吸着カラムから溶離した液体は、処理液タンクに送液されてもよいし、廃液タンクに送液されるなどして再度吸着カラムに供給されてもよい。溶離した金属イオンは水酸化物、塩化物として回収することができる。
【００９３】
回収対象のイオンの純度を上げるために、洗浄液を吸着カラムに通液しても良い。吸着材に弱く吸着した不純物を洗い流すことができる。
【００９４】
加えて、シリカ凝集体１は再生可能であるため、繰り返して液体からの金属回収に使うことができる。したがって、従来に比べて低コストで金属回収が可能になる。
【００９５】
［焼却飛灰中の重金属処理方法］
本発明のシリカ凝集体１は、廃棄物の燃焼時に排出される焼却飛灰中に含有される鉛、カドミウム、亜鉛及び銅等の有害金属を固定化するための、焼却飛灰の重金属処理剤として利用できる。シリカ凝集体１を用いた、焼却飛灰中の重金属処理の一例を説明する。
【００９６】
本発明に係る焼却飛灰中の重金属処理の一例として、本発明に係るシリカ凝集体１を、固体粉末又はスラリーの形態で、焼却飛灰に対して０．０１〜１０重量％の範囲で、焼却飛灰に加えて混練する。この際、処理した焼却飛灰の廃棄を容易にするために、焼却飛灰に対して５〜５０重量％の量の水を加えて混練することが好ましい。なお、シリカ凝集体１の代わりにＤＮＡ固定シリカ凝集体２を用いてもよい。
【実施例】
【００９７】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下に限定されるものではない。
【００９８】
（平均粒径の測定）
シリカの一次粒子の平均粒径を計測する方法として、凝集体の表面積の測定を含む方法が挙げられる。以下の各実施例において、シリカ凝集体を構成するシリカ一次粒子の平均粒径は、ガス吸着法によって測定されるＢＥＴ比表面積と密度から算出される平均粒径を用いた。なお、ＢＥＴ比表面積の代わりに、水酸化ナトリウムを用いた滴定（シアーズ法）によって計測される表面積を用いてもよい。
【００９９】
（シリカに対する酸化アルミニウム含有率（質量％）の測定）
以下の実施例において、シリカ凝集体における、酸化アルミニウム（アルミナ）の含有率（質量％）は、コロイダルシリカ溶液中における、一次粒子のシリカ（ＳｉＯ２）の含有率および酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ２Ｏ３）の含有率に基づいて算出した。以下の実施例および比較例においてはシリカおよびアルミナの供給源はコロイダルシリカ溶液のみであるため、コロイダルシリカ溶液中におけるこれらの比率は、得られるシリカ凝集体中におけるこれらの比率と一致する。そのため、コロイダルシリカ溶液中におけるシリカの含有率を１００質量％としたときのアルミナの含有率を、シリカ凝集体中における、シリカに対するアルミナの含有率とすることができる。例えば、実施例で用いられるコロイダルシリカ溶液中におけるシリカの濃度が１０質量％、アルミナの濃度が０．１質量％であるときには、シリカに対する酸化アルミニウムの含有率（質量％）は、０．１を１０で除した値に１００をかけて、１．０質量％となる。
【０１００】
（金属イオンの定量）
以下の各実施例において、金属イオンの定量は、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ−ＡＥＳ）を用いて行った。
【０１０１】
（ＤＮＡ含有率の算出）
以下の各実施例において、「ＤＮＡ含有率」とは、ＤＮＡ複合体において、ＤＮＡ複合体の質量に対するＤＮＡの質量の割合とする。例えば、ＤＮＡ複合体が１ｇであり、このＤＮＡ複合体内に０．１ｇのＤＮＡが固定化されている場合は、ＤＮＡ含有率は１０質量％となる。
【０１０２】
以下の各実施例では、ＤＮＡ含有率は、吸光度法またはＸＰＳ法を用いて行った。吸光度法（吸光度測定による方法）では、ＤＮＡ複合体を調製する際に、すべての洗浄溶液を回収し、その回収した溶液の２６０ｎｍの吸光度を測定することで、回収した溶液中のＤＮＡ量を測定する。ここで得られたＤＮＡ量は、ＤＮＡ複合体を製造する過程で担体（シリカ凝集体）に固定化されなかったＤＮＡ量であるため、ＤＮＡ複合体を製造するために用いたＤＮＡ量から差し引くことで、担体に固定化されたＤＮＡ量を算出することができる。一方、ＸＰＳ法（ＸＰＳによる方法）では、ＤＮＡ複合体の表面のリンを定量し、標準サンプルにおけるリンの定量値と比較することで、担体に固定化されたＤＮＡの量を算出することができる。
【０１０３】
（ＤＮＡの分子量の測定）
以下の各実施例において、ＤＮＡの分子量とは、ＤＮＡの平均分子量である。ＤＮＡの平均分子量は、アガロース電気泳動法あるいはゲルろ過クロマトグラフィー法などによって測定することができる。アガロース電気泳動では、分子量が既知のＤＮＡマーカーを同時に電気泳動することで、サンプルの平均分子量を測定することができる。特に、哺乳類や魚類の精巣などの天然由来のＤＮＡでは、分子量が均一である合成品と異なり、分子量に分布を持つことがある。その場合、電気泳動するとブロードなＤＮＡのバンドを示すことになる。分子量の分布がある場合は、バンドの中心を平均分子量の値とする。ゲルろ過クロマトグラフィー法では、分子の大きさによって分離する手法であり、既知分子量のスタンダードを用いて、ＤＮＡの分子量を測定することができる。
【０１０４】
（１本鎖のＤＮＡの含有比率の測定）
以下の各実施例において、得られたＤＮＡ複合体に含まれるＤＮＡの全体に対する１本鎖ＤＮＡの含有比率（１本鎖率と略すことがある）は、ＤＮＡ複合体の調製に用いたＤＮＡ水溶液の２６０ｎｍの吸光度を測定することで算出した。これは、２本鎖のＤＮＡが１本鎖のＤＮＡに変性すると、核酸塩基間のスタッキング相互作用が失われるために２６０ｎｍの吸光度が増加する原理を利用したものである。
【０１０５】
具体的には、まず、室温においてＤＮＡ水溶液の２６０ｎｍの吸光度（これをＡ２５とする）を測定する。その後、ＤＮＡ水溶液を９５℃で３０分間加熱して、ＤＮＡ水溶液中の２本鎖のＤＮＡを１本鎖にした状態で２６０ｎｍの吸光度（これをＡ９５とする）を再度測定する。このとき、ＤＮＡ水溶液に含まれるＤＮＡのうちの２本鎖のＤＮＡの含有比率が１００質量％である場合には、Ａ９５／Ａ２５は１．３４となった。一方、２本鎖のＤＮＡの含有比率が０質量％である場合には、Ａ９５／Ａ２５の値は１．０となる。この関係を検量線として用いて、２５℃における吸光度（Ａ２５）と９５℃における吸光度（Ａ９５）の測定結果から、１本鎖のＤＮＡの含有比率を測定した。
【０１０６】
なお、この方法で測定される１本鎖のＤＮＡの含有比率はＤＮＡ水溶液中における１本鎖ＤＮＡの含有比率であるが、以下の各実施例においては、この含有比率はＤＮＡ複合体に含まれるＤＮＡの全体に対する１本鎖ＤＮＡの含有比率と一致すると考えられる。これは、以下の各実施例におけるＤＮＡ複合体の調製の過程において、ＤＮＡ水溶液中において１本鎖であったＤＮＡが２本鎖を形成する可能性は極めて低いと考えられるからである。
【０１０７】
この理由は、第１に、ＤＮＡ複合体の調製において、ＤＮＡ水溶液はシリカなどの担体等と混合され、１本鎖ＤＮＡは当該１本鎖ＤＮＡ中の一か所のみにおいてではなく、複数個所（多点）で、担体へと固定化されると考えられるからである。担体へ複数個所で固定化されたＤＮＡは、ＤＮＡの骨格のリン酸基ならびに塩基が部分的に担体側に埋もれてしまうために、２本鎖構造の安定化に必須な、相補的なＤＮＡとの間に形成される塩基対を形成することが困難になる。また、２本鎖形成の安定化には、積み重なる塩基による相互作用やリン酸基間の反発力のバランスが重要である。すなわち、２本鎖ＤＮＡの形成にはある程度の塩基対が連続する必要がある。第２に、以下の各実施例においては、シリカ溶液はｐＨ９以上のアルカリ溶液であり、ＤＮＡの２本鎖形成にとって好ましい中性環境ではないからである。
【０１０８】
（実施例１）
＜シリカ凝集体の作製＞
本実施例では、一次粒子の平均粒径が４ｎｍ〜６ｎｍであるシリカを用いてシリカ凝集体を作製した。
【０１０９】
固形分率１５％（重量）のコロイダルシリカ（日産化学工業（株）、スノーテックスＣＸＳ、一次粒径４ｎｍ〜６ｎｍ）溶液６０ｇに、下記式（１３）で示される塩基性官能基を有するシロキサンの溶液（固形分率１５％）を７．２ｇ添加し、室温で６０分間攪拌した。なお、実施例１で用いたコロイダルシリカ溶液におけるＳｉＯ２の濃度は１４質量％、Ａｌ２Ｏ３の濃度は０．４３質量％である。また、上記シロキサンの溶液を、以降、「シロキサン溶液Ｎ１」と称する。ここで、式（１３）のシラン化合物は、その部分加水分解縮合物であるアルコキシオリゴマーとなっており、重合度は１０以上である。
【０１１０】
【化３】
2019064908.tif 000005
【０１１１】
得られたシリカ溶液を、ロータリーエバポレーターを用いて７０℃で溶媒を除去した。その後、７０℃で１５時間乾燥した。得られた固形物を粉砕して、シリカ凝集体ＣＸＳを得た。
【０１１２】
＜強化処理液の調製＞
２４．６ｇのメタノールに５．５ｇのメチルシリケート溶液（ＭＳ５６、三菱化学製）を加えた。２４．６ｇのイオン交換水に０．１７ｇの塩酸（３５％）を加えた。これらの溶液を混合して、室温で２４時間撹拌させて、強化処理液Ｓ１を調製した。
【０１１３】
＜シリカ凝集体の強化処理＞
５．５ｇのシリカ凝集体ＣＸＳを５４．９ｇの強化処理液Ｓ１に浸漬し、１日間、室温で攪拌した。その後、強化処理液Ｓ１から固形物を分離し、５５ｇのイオン交換水で洗浄した。その洗浄を２回繰り返した後、得られた固形物を７０℃で２日間乾燥し、一次粒子間がシロキサン結合を含む結合で架橋された、約６ｇのシリカ凝集体ＣＸＳＳを得た。
【０１１４】
シリカ凝集体ＣＸＳＳのＢＥＴ比表面積を測定した結果、２１４ｍ２／ｇであった。また、シリカ凝集体ＣＸＳＳを、走査型電子顕微鏡（日立ハイテク、Ｓ５５００）を用いて加速電圧２ｋＶにて観察したところ、シリカ凝集体ＣＸＳＳは１００μｍ〜４００μｍ程度の粒子となっていることがわかった。
【０１１５】
なお、本実施例で作製したシリカ凝集体ＣＸＳは、強化処理液Ｓ１による強化処理を行う前の状態のシリカ凝集体である。しかしながら、シリカ凝集体ＣＸＳにはその製造過程でシロキサン溶液Ｎ１に含まれる式（１３）で示されるシロキサン化合物が含まれている。そのため溶媒を除去する工程などにおいて、当該シロキサン化合物によって、一次粒子間がシロキサン結合を含む結合によって架橋されるものと考えられ、したがって、シリカ凝集体ＣＳＸ中においても、一次粒子間は連結されていると考えられる。
【０１１６】
（比較例１）
比較のために、平均粒径が４ｎｍ〜６ｎｍのコロイダルシリカの代わりに、平均粒径が１０ｎｍ〜１５ｎｍのコロイダルシリカを用いて、実施例１と同様にして、シリカ凝集体を作製した。
【０１１７】
具体的には、固形分率２０％（重量）のコロイダルシリカ（日産化学工業（株）、スノーテックスＣ、一次粒径１０ｎｍ〜１５ｎｍ）溶液４８ｇに、シロキサン溶液Ｎ１を３．６ｇ添加し、室温で６０分間攪拌した。なお、比較例１で用いたコロイダルシリカ溶液におけるＳｉＯ２の濃度は２０質量％、Ａｌ２Ｏ３の濃度は０．１７質量％である。得られたシリカ溶液を、ロータリーエバポレーターを用いて７０℃で溶媒を除去した。その後、７０℃で１５時間乾燥した。得られた固形物を粉砕して、シリカ凝集体Ｃを得た。さらに、実施例１と同様にして、シリカ凝集体Ｃの強化処理を行い、一次粒子間がシロキサン結合を含む結合で架橋されたシリカ凝集体ＣＳを得た。
【０１１８】
（比較例２）
比較のために、平均粒径が４ｎｍ〜６ｎｍのコロイダルシリカの代わりに、平均粒径が２０ｎｍ〜２５ｎｍのコロイダルシリカを用いて、実施例１と同様にして、シリカ凝集体を作製した。
【０１１９】
具体的には、固形分率３０％（重量）のコロイダルシリカ（日産化学工業（株）、スノーテックスＣＭ、一次粒径１０ｎｍ〜２５ｎｍ）溶液３０ｇに、シロキサン溶液Ｎ１を３．６ｇ添加し、室温で６０分間攪拌した。なお、比較例２で用いたコロイダルシリカ溶液におけるＳｉＯ２の濃度は３０質量％、Ａｌ２Ｏ３の濃度は０．２６質量％である。得られたシリカ溶液を、ロータリーエバポレーターを用いて７０℃で溶媒を除去した。その後、７０℃で１５時間乾燥した。得られた固形物を粉砕して、シリカ凝集体ＣＭを得た。その後、実施例１と同様にして、シリカ凝集体ＣＭの強化処理を行い、一次粒子間がシロキサン結合を含む結合で架橋された、シリカ凝集体ＣＭＳを得た。
【０１２０】
シリカ凝集体ＣＭＳのＢＥＴ比表面積を測定した結果、１５１ｍ２／ｇであった。
【０１２１】
（実施例２）
カップリング剤（シロキサン溶液Ｎ１）を用いずに、実施例１と同様にして、シリカ凝集体を作製した。
【０１２２】
具体的には、固形分率１５％（重量）のコロイダルシリカ（日産化学工業（株）、スノーテックスＣＸＳ、一次粒径４ｎｍ〜６ｎｍ）溶液６０ｇを、ロータリーエバポレーターを用いて７０℃で溶媒を除去した。その後、７０℃で１５時間乾燥した。得られた固形物を粉砕して、シリカ凝集体ＣＸＳＢＬを得た。次に、５．５ｇのシリカ凝集体ＣＸＳＢＬを５４．９ｇの強化処理液Ｓ１に浸漬し、１日間、室温で攪拌した。その後、強化処理液Ｓ１からシリカ凝集体ＣＸＳＢＬを分離し、５５ｇのイオン交換水で洗浄した。その洗浄を２回繰り返した後、得られた固形物を７０℃で２日間乾燥し、一次粒子間がシロキサン結合を含む結合によって架橋された、約６ｇのシリカ凝集体ＣＸＳＢＬＳを得た。
【０１２３】
（実施例３）
本発明に係るＤＮＡを有するシリカ凝集体（ＤＮＡ固定シリカ凝集体）の作製例を示す。
【０１２４】
サケ白子由来の１本鎖ＤＮＡ（株式会社エル・エスコーポレーション、平均分子量５万、１本鎖ＤＮＡの割合８９％）をイオン交換水に溶解して、ＤＮＡ濃度が１０重量％のＤＮＡ水溶液を得た。
【０１２５】
固形分率１５％（重量）のコロイダルシリカ（日産化学工業（株）、スノーテックスＣＸＳ、一次粒径４〜６ｎｍ）溶液３０ｇに塩酸を加え、ｐＨを９．２に調整した。この溶液に、シロキサン溶液Ｎ１を３．６ｇ添加し、３０分間攪拌した後、上記のＤＮＡ水溶液（５４ｇ）を加えた。
【０１２６】
得られたシリカとＤＮＡの混合溶液を、室温で６０分間攪拌した後、ロータリーエバポレーターを用いて７０℃で溶媒を除去した。その後、７０℃で１５時間乾燥した。得られた固形物を粉砕して、１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳを得た。
【０１２７】
実施例１と同様にして、１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳの強化処理を行い、一次粒子間をシロキサン結合で架橋した。得られたものを、１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＳとする。１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＳのＤＮＡ含有率を吸光度法で測定した結果、３３．１重量％であった。
【０１２８】
（実施例４）
ＤＮＡを、２本鎖ＤＮＡ（平均分子量６６０万、２本鎖ＤＮＡの割合８２％）とした以外は、実施例７と同様にして、ＤＮＡ固定シリカを作製した。具体的には、０．２７ｇのサケ白子由来の２本鎖ＤＮＡ（平均分子量６６０万）を５３．７３ｇのイオン交換水に溶解させ、非常に粘性の高い、２本鎖ＤＮＡ水溶液（ＤＮＡ濃度が０．５重量％）を用いた。得られたＤＮＡ固定シリカ凝集体を、２本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳとする。
【０１２９】
さらに、実施例１と同様にして、この２本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体の強化処理を行い、一次粒子間をシロキサン結合で架橋した、２本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＳを得た２本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＳのＤＮＡ含有率を吸光度法で測定した結果、３．０重量％であった。
【０１３０】
［各種物質の吸着試験］
実施例１〜４および比較例１〜２で得られたシリカ凝集体またはＤＮＡ固定シリカ凝集体について、以下の各物質の吸着試験を行った。
【０１３１】
＜セシウム吸着試験＞
実施例１〜４および比較例１〜２で得られたシリカ凝集体またはＤＮＡ固定シリカ凝集体について、セシウム吸着試験を行った。また、比較のために、セシウム除去剤として汎用されるＡ型ゼオライトについても、セシウム吸着試験を行った。
【０１３２】
（セシウム水溶液の調製）
塩化セシウム（キシダ化学）をイオン交換水、１０％海水、ならびに３４％海水にそれぞれ溶解させて、セシウム濃度２０ｍｇ／１Ｌ（２０ｐｐｍ）となるようなセシウム水溶液を調製した。得られたセシウム水溶液をそれぞれ、セシウム水溶液（イオン交換水）、セシウム水溶液（１０％海水）、ならびにセシウム水溶液（３４％海水）と呼ぶ。なお、セシウム水溶液を調製するための海水溶液としては、人工海水調製用の試薬であるダイゴ人工海水ＳＰ（和光純薬）３６ｇをイオン交換水１Ｌに溶解させて調製した人工海水溶液を用いた。この溶液を１００％海水として、さらに、イオン交換水で３倍希釈、あるいは１０倍希釈することで、３４％海水、あるいは１０％海水を調製した。
【０１３３】
（バッチ吸着試験）
実施例１〜４および比較例１〜２で得られたシリカ凝集体またはＤＮＡ固定シリカ凝集体、あるいはＡ型ゼオライト０．１ｇを１５ｍＬのプラスチックチューブにそれぞれ入れ、これに１０ｍＬのセシウム水溶液を加えた。室温でゆるやかに撹拌した後、２４時間経過時にセシウム水溶液の一部を採取した。得られたセシウム水溶液を、遠心分離し、その上澄み液を０．４５μｍポアサイズの濾過フィルターを通した後、その水溶液中のセシウム濃度をＩＣＰ−ＡＥＳにて測定した。水溶液中のセシウム濃度から、各サンプルによるセシウムイオンの除去率を算出した。これを、セシウム水溶液（イオン交換水）、セシウム水溶液（１０％海水）、およびセシウム水溶液（３４％海水）のそれぞれについて行った。結果を表１にまとめて示す。
【０１３４】
＜ストロンチウム吸着試験＞
実施例１〜４および比較例１〜２で得られたシリカ凝集体またはＤＮＡ固定シリカ凝集体について、ストロンチウム吸着試験を行った。
【０１３５】
（ストロンチウム水溶液の調製）
塩化ストロンチウム水和物（キシダ化学）をイオン交換水、１０％海水、ならびに３４％海水にそれぞれ溶解させて、ストロンチウム濃度２ｍｇ／１Ｌ（２ｐｐｍ）となるようなストロンチウム水溶液を調製した。得られたストロンチウム水溶液をそれぞれ、ストロンチウム水溶液（イオン交換水）、ストロンチウム水溶液（１０％海水）、ならびにストロンチウム水溶液（３４％海水）と呼ぶ。なお、ストロンチウム水溶液を調製するための海水溶液としては、セシウム水溶液の調製時と同様の人工海水溶液を用いた。
【０１３６】
（バッチ吸着試験）
セシウム吸着試験と同様に、実施例１〜４および比較例１〜２で得られたシリカ凝集体またはＤＮＡ固定シリカ凝集体０．１ｇを１５ｍＬのプラスチックチューブにそれぞれ入れ、これに１０ｍＬのストロンチウム水溶液を加えた。室温でゆるやかに撹拌した後、２４時間経過時にストロンチウム水溶液の一部を採取した。得られたストロンチウム水溶液を、遠心分離し、その上澄み液を０．４５μｍポアサイズの濾過フィルターを通した後、その水溶液中のストロンチウム濃度をＩＣＰ−ＡＥＳにて測定した。水溶液中のストロンチウム濃度から、各サンプルによるストロンチウムイオンの除去率を算出した。これを、ストロンチウム水溶液（イオン交換水）、ストロンチウム水溶液（１０％海水）、およびストロンチウム水溶液（３４％海水）のそれぞれについて行った。結果を表１にまとめて示す。
【０１３７】
＜ルテニウム吸着試験＞
実施例１〜４および比較例１〜２で得られたシリカ凝集体またはＤＮＡ固定シリカ凝集体について、ルテニウム吸着試験を行った。
【０１３８】
（ルテニウム水溶液の調製）
人工海水調製用の試薬であるダイゴ人工海水ＳＰ（和光純薬）３６ｇを０．０１Ｎの塩酸水溶液１Ｌに溶解させて、人工海水溶液を調製した。この溶液を１００％海水として、さらに、０．０１Ｎの塩酸水溶液で３倍希釈することで、３４％海水を調製した。
【０１３９】
塩化ルテニウム（キシダ化学、塩化ルテニウム（ＩＩＩ）ｎ水和物）を３４％海水に溶解させて、ルテニウム濃度１０ｍｇ／１Ｌ（１０ｐｐｍ）となるようなルテニウム水溶液（３４％海水）を調製した。
【０１４０】
また、塩化ルテニウム（キシダ化学、塩化ルテニウム（ＩＩＩ）ｎ水和物）を０．０１Ｎの塩酸水溶液に溶解させて、ルテニウム濃度１０ｍｇ／１Ｌ（１０ｐｐｍ）となるようなルテニウム水溶液（イオン交換水）を調製した。
【０１４１】
（バッチ吸着試験）
実施例１〜４および比較例１〜３で得られたシリカ凝集体またはＤＮＡ固定シリカ凝集体０．１ｇを１５ｍＬのプラスチックチューブにそれぞれ入れ、これに１０ｍＬのルテニウム水溶液を加えた。室温でゆるやかに撹拌した後、２４時間経過時にルテニウム水溶液の一部を採取した。得られたルテニウム水溶液を遠心分離し、その上澄み液を０．４５μｍポアサイズの濾過フィルターを通した後、その水溶液中のルテニウム濃度をＩＣＰ−ＡＥＳにて測定した。水溶液中のルテニウム濃度から、各ＤＮＡ複合体によるルテニウムイオンの除去率を算出した。これを、ルテニウム水溶液（イオン交換水）について行い、シリカ凝集体ＣＸＳＳおよび１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＳについてはルテニウム水溶液（３４％海水）についても行った。結果を表１にまとめて示す。
【０１４２】
【表１】
2019064908.tif 000006
【０１４３】
実施例１のシリカ凝集体ＣＸＳＳは、比較例１のシリカ凝集体ＣＳおよび比較例２のシリカ凝集体ＣＭＳに比べて、いずれのイオンの吸着試験においても高い吸着能を有することがわかった。
【０１４４】
シリカ一次粒子の粒径が小さくなるとシリカ一次粒子の比表面積は大きくなり、その一次粒子で形成されるシリカ凝集体の比表面積も大きくなる。比表面積が大きくなると、金属イオン等を吸着する吸着サイトも比表面積に比例して増加するため、各イオンの除去率も比表面積に比例して増加すると考えられる。実施例１のシリカ凝集体ＣＸＳＳは、比較例２のシリカ凝集体ＣＭＳに比べて粒径の小さなシリカ一次粒子を用いて作製したシリカ凝集体であり、その比表面積は比較例２のシリカ凝集体ＣＭＳの比表面積の１．４倍程度であった。上述のように単に比表面積の増大による吸着サイト増加の効果だけを考えると、実施例１のシリカ凝集体ＣＸＳＳは、比較例２のシリカ凝集体ＣＭＳに比べておよそ１．４倍程度大きな除去率を示すと予想される。
【０１４５】
しかしながら表１を見ると、驚くべきことに、実施例１のシリカ凝集体ＣＸＳＳはセシウム除去率が比較例２のシリカ凝集体ＣＭＳに比べて３倍〜６倍程度にまで向上していた。これは、シリカ一次粒子の粒径を小さくすることによって、シリカ凝集体の比表面積が増加することとは別の効果が生じたためであると推測される。このメカニズムは不明ではあるが、シリカ一次粒子の粒径を小さくすることによって、比表面積が増加することに加えて、金属イオンを吸着するための好ましい表面状態、細孔サイズ、表面電荷（チャージ）を有するシリカ凝集体を実現できたためであると思われる。なお、ストロンチウムおよびルテニウムについても、実施例１のシリカ凝集体ＣＸＳＳは比較例２のシリカ凝集体ＣＭＳに比べてより顕著に吸着能が向上していることがわかった。
【０１４６】
表１から、実施例１のシリカ凝集体ＣＸＳおよび実施例２のシリカ凝集体ＣＸＳＢＬＳについても、実施例１のシリカ凝集体ＣＸＳＳ同様、セシウムおよびストロンチウムについて、高い吸着能を有することがわかった。さらに、シリカ凝集体ＣＸＳおよびシリカ凝集体ＣＸＳＢＬＳは、ルテニウムについても非常に高い吸着能を有していた。
【０１４７】
また、ＤＮＡ固定シリカ凝集体である１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＳ（実施例３）および２本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＳ（実施例４）についても、セシウム、ストロンチウム、ルテニウムのいずれについても高い吸着能を有していた。特に、これらのＤＮＡ固定シリカ凝集体はルテニウムの吸着能が高かった。これらの中でも、１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体はルテニウムの吸着能が特に高く、３４％海水中においても８８．２％と高い除去率を示した。
【０１４８】
各実施例のシリカ凝集体及びＤＮＡ固定シリカ凝集体のセシウム除去率は、セシウム除去剤として汎用されるＡ型ゼオライト（合成ゼオライトＡ−３（東ソー株式会社）、比較例３）よりも高く、セシウム除去材料として実用レベルに到達していることがわかった。
【０１４９】
（実施例６）
実施例３において、強化処理の前に洗浄工程を設けて、ＤＮＡ固定シリカ凝集体を作製した。
【０１５０】
具体的には、実施例３と同様にして１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳを作製した後、得られた固形物に対して１０倍量のイオン交換水を加え、固液分離によって、固形物を洗浄した。その後、７０℃で１５時間乾燥した。得られた固形物を粉砕して、１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷを得た。さらに、実施例１と同様にして、１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷの強化処理を行い、１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳを得た。１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳのＤＮＡ含有率を吸光度法で測定した結果、２０．０質量％であった。
【０１５１】
（実施例７）
実施例６で得られた１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびに実施例１で得られたシリカ凝集体ＣＸＳＳについて、金属を回収するために汎用される市販のイオン交換樹脂との性能を比較する試験を行った。
【０１５２】
＜強酸中のルテニウム、イリジウムの吸着試験＞
実施例６で得られた１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびに実施例１で得られたシリカ凝集体ＣＸＳＳについて、強酸中からのルテニウム、あるいはイリジウムの吸着試験を行った。比較のために、陰イオン交換樹脂（ダイヤイオンＳＡ２０Ａ、三菱ケミカル）を用いた。
【０１５３】
（強酸中のバッチ吸着試験）
実施例６で得られた１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳ、実施例１で得られたシリカ凝集体ＣＸＳＳ、ならびに陰イオン交換樹脂の０．０５ｇを１５ｍＬのプラスチックチューブに入れ、これに５ｍＬのルテニウム塩酸溶液、あるいはイリジウム塩酸溶液を加えた。ここで、ルテニウム塩酸溶液は、塩酸濃度３％であり、これにルテニウムイオンを２ｐｐｍ、白金イオンを２ｐｐｍ、鉄イオンを２ｐｐｍとなるように加え、さらに塩化ナトリウムを１００００ｐｐｍとなるように加えた溶液である。ここで、イリジウム塩酸溶液としては、前記ルテニウム塩酸溶液のルテニウムイオンの代わりにイリジウムイオンを用いて調製されたものである。ルテニウムは塩化ルテニウム（三）水和物、イリジウムはヘキサクロロイリジウム（四）酸水和物を用いた。
【０１５４】
プラスチックチューブを室温でゆるやかに撹拌した後、２４時間経過時にルテニウム塩酸溶液あるいはイリジウム塩酸溶液の一部を採取した。得られた塩酸溶液を、遠心分離し、その上澄み液を０．４５μｍポアサイズの濾過フィルターを通した後、その塩酸溶液中のルテニウムあるいはイリジウム濃度をＩＣＰ−ＡＥＳにて測定した。水溶液中のルテニウム濃度あるいはイリジウム濃度から、１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳ、シリカ凝集体ＣＸＳＳ、ならびにイオン交換樹脂によるルテニウムイオンあるいはイリジウムイオンの吸着率を算出した。同様にして、白金イオン、鉄イオンの吸着率も測定した。結果を表２にまとめて示す。
【０１５５】
１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびにシリカ凝集体ＣＸＳＳは、３％塩酸中からルテニウム、イリジウムを吸着できることがわかった。イオン交換樹脂とほぼ同等の吸着性能を示した。１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびにシリカ凝集体ＣＸＳＳは、白金イオンを吸着しなかった。１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳは、鉄イオンに関しては、イオン交換樹脂に比べて吸着率が高くなった。イオン交換樹脂では白金イオンを高効率に吸着した。１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびにシリカ凝集体ＣＸＳＳでは、ルテニウムあるいはイリジウムと白金を効率よく分離することが可能になる。１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびにシリカ凝集体ＣＸＳＳは、白金に対するルテニウム、イリジウムの選択吸着性に優れていることがわかった。
【０１５６】
【表２】
2019064908.tif 000007
【０１５７】
（実施例８）
＜吸着したルテニウム、イリジウムの回収試験＞
実施例７で得られたルテニウム、あるいはイリジウムを吸着した１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびにシリカ凝集体ＣＸＳＳについて、１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびにシリカ凝集体ＣＸＳＳからのルテニウム、あるいはイリジウムの回収試験を行った。
【０１５８】
（回収試験）
実施例７で得られたルテニウム、あるいはイリジウムを吸着した１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびにシリカ凝集体ＣＸＳＳ（０．０５ｇ）に対して、６Ｎの塩酸１ｍＬを加えた。室温で２時間ゆるやかに撹拌した後、塩酸溶液を採取した。得られた塩酸溶液中のルテニウムあるいはイリジウム濃度をＩＣＰ−ＡＥＳにて測定した。その結果、吸着したルテニウムあるいはイリジウムをすべて回収することが出来た。濃塩酸を用いることで、１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびにシリカ凝集体ＣＸＳＳに吸着した金属イオンを回収できることが分かった。
【０１５９】
（実施例９）
＜ルテニウムの再吸着試験＞
実施例８で得られたルテニウムを回収（脱着）した１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびにシリカ凝集体ＣＸＳＳについて、１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳへのルテニウムの再吸着試験を行った。実施例７と同様に、吸着試験を行った結果、ルテニウムは再吸着されることがわかった。１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびにシリカ凝集体ＣＸＳＳは、金属イオンを吸着し、その吸着した金属イオンを回収でき、また再び金属イオンを吸着できることが分かった。１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびにシリカ凝集体ＣＸＳＳは、金属回収のための再生可能な吸着材として用いることが出来る。
【０１６０】
（実施例１０）
実施例６で得られた１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳ、ならびに実施例１で得られたシリカ凝集体ＣＸＳＳについて、焼却飛灰中の重金属イオンの固定化を想定した試験を行い、本実施例のシリカ凝集体の焼却飛灰処理用途の利用可能性を調べた。重金属モデルとして、飛灰中含有量が多い鉛イオンを用いた。
【０１６１】
（アルカリ中のバッチ吸着試験）
実施例６で得られた１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳ、ならびに実施例１で得られたシリカ凝集体ＣＸＳＳの０．１ｇを１５ｍＬのプラスチックチューブに入れ、これに１０ｍＬの鉛水溶液を加えた。この鉛水溶液は、鉛濃度が１０ｐｐｍであり、共存イオンとしてカルシウムを５０００ｐｐｍ含むｐＨ１２の水溶液である。
【０１６２】
プラスチックチューブを室温でゆるやかに撹拌した後、６時間、ならびに２４時間経過時に鉛水溶液の一部を採取した。得られた溶液を、遠心分離し、その上澄み液を０．４５μｍポアサイズの濾過フィルターを通した後、その溶液中の鉛濃度をＩＣＰ−ＡＥＳにて測定した。水溶液中の鉛濃度から、１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびにシリカ凝集体ＣＸＳＳによる鉛イオンの吸着率を算出した。結果を表１１に示す。１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびにシリカ凝集体ＣＸＳＳは、高アルカリ環境において、かつカルシウムイオン共存下において、鉛イオンを吸着できることが分かった。
【０１６３】
（鉛イオンの再溶出評価）
焼却飛灰からの重金属イオンの溶出を評価するために、環境庁告示第１３号試験を模擬的に実施した。具体的には、上記のバッチ吸着試験で得られた鉛イオンを吸着した１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびにシリカ凝集体ＣＸＳＳ０．１ｇを水１０ｍＬ（ｐＨ１２に調整したもの）に加えて、６時間撹拌した。その後、遠心分離（２１５０Ｇ、２０分）を行い、得られた上澄みを１．２μｍでフィルターして、この溶液中の鉛濃度をＩＣＰ−ＡＥＳで測定した。再溶出濃度の基準は０．３ｐｐｍであり、この濃度以下にする必要がある。なお、吸着した鉛イオンがすべて溶出した場合、その再溶出濃度は６〜８ｐｐｍになる。
【０１６４】
結果を表３に示す。１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびにシリカ凝集体ＣＸＳＳからの鉛イオンの再溶出濃度は、いずれも０．３ｐｐｍ以下となった。この結果より、１本鎖ＤＮＡ固定シリカ凝集体ＣＸＳＷＳならびにシリカ凝集体ＣＸＳＳに吸着した鉛イオンはほとんど溶出しないことが明らかとなり、焼却飛灰の重金属処理剤として実用的であることがわかった。
【０１６５】
【表３】
2019064908.tif 000008
【０１６６】
（実施例１１）
＜パラジウムの吸着試験＞
実施例１で得られたシリカ凝集体ＣＸＳＳについて、パラジウムの吸着試験を行った。
【０１６７】
（バッチ吸着試験）
実施例１で得られたシリカ凝集体ＣＸＳＳ０．１ｇを１５ｍＬのプラスチックチューブに入れ、これに１０ｍＬのパラジウム水溶液（パラジウム濃度１０ｐｐｍ）を加えた（この水溶液は、３４％海水を含む。塩酸でｐＨ２に調整したもの）。室温でゆるやかに撹拌した後、２４時間経過時にパラジウム水溶液の一部を採取した。得られたパラジウム水溶液を、遠心分離し、その上澄み液を０．４５μｍポアサイズの濾過フィルターを通した後、その水溶液中のパラジウムイオンの濃度をＩＣＰ−ＡＥＳにて測定した。水溶液中のパラジウムイオンから、シリカ凝集体ＣＸＳＳによるパラジウムイオンの吸着率を算出した結果、９２．７％であった。なお、同様にして、３４％海水を含まないパラジウム溶液を用いてパラジウムの吸着率を測定した結果、９８．６％であった。この結果より、シリカ凝集体ＣＸＳＳは海水中で、パラジウムを高効率に吸着できることがわかった。
【符号の説明】
【０１６８】
１  シリカ凝集体
１１  シリカ一次粒子
１２  結合
【図１】
2019064908.tif 000009
【図２】
2019064908.tif 000010
【図３】
2019064908.tif 000011
【図４】
2019064908.tif 000012
【図５】
2019064908.tif 000013