(57)【要約】【課題】プルシアンブルーが具備するセシウムの選択的吸着性能を活かすとともに、吸着材としての取り扱いやすさを向上し、プルシアンブルーの成分である鉄やシアンの溶出も抑制した放射性セシウム吸着の吸着作業の効率化に資するセシウム吸着複合材及びその製造方法を提供する。【解決手段】基材活性炭にプルシアンブルー系吸着剤を付着して担持活性炭を得る付着工程と、担持活性炭にセルロース系樹脂である被覆剤を添加して該担持活性炭の表面を被覆して被覆活性炭を得る被覆工程とを有し、被覆工程の後に被覆活性炭を加熱する加熱工程を含む。そして、当該工程を経ることによりセシウム吸着複合材を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材活性炭にプルシアンブルー系吸着剤を付着して担持活性炭を得る付着工程と、
前記担持活性炭に被覆剤を添加して該担持活性炭の表面を被覆して被覆活性炭を得る被覆工程とを有する
ことを特徴とするセシウム吸着複合材の製造方法。
【請求項２】
前記被覆剤がセルロース系樹脂である請求項１に記載のセシウム吸着複合材の製造方法。
【請求項３】
前記セルロース系樹脂がカルボキシメチルセルロースアンモニウムまたはアセチルセルロースである請求項２に記載のセシウム吸着複合材の製造方法。
【請求項４】
前記被覆剤の添加量が、前記基材活性炭重量の０．０２〜０．５重量倍である請求項１ないし３のいずれか１項に記載のセシウム吸着複合材の製造方法。
【請求項５】
前記被覆工程の後に、前記被覆活性炭を加熱する加熱工程が含められる請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセシウム吸着複合材の製造方法。
【請求項６】
前記加熱工程における加熱温度が１００℃以上である請求項５に記載のセシウム吸着複合材の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のセシウム吸着複合材の製造方法によって製造したことを特徴とするセシウム吸着複合材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセシウム吸着複合材及びその製造方法に関し、特に、吸着力を維持し成分溶出を抑制したセシウム吸着複合材とそのための製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なウラン型原子炉に用いられる核燃料において、235Ｕは核分裂反応の主要元素である。235Ｕの核分裂反応により生成される放射性物質の核種に90Ｓｒ、131Ｉ、134Ｃｓ、137Ｃｓ等がある。前記の核種が環境中に拡散された場合、半減期の長さや核分裂反応による生成量の点から、特に137Ｃｓの存在が問題視される。137Ｃｓの半減期は約３０年でありβ壊変することから、β線照射を伴う長期間の被曝の危険性がある。
【０００３】
それゆえ、環境中への拡散分、核燃料中や原子炉施設内からの137Ｃｓ等の放射性核種（放射性同位体）の回収等は喫緊の問題である。速やかに回収後、安定核種（安定同位体）に変化するまで隔離、遮蔽する必要がある。このような経緯から、効率よいセシウムの回収材料、回収方法が検討されている。
【０００４】
セシウムはアルカリ金属であるため、Ｃｓ+のイオンの状態で水中に存在することが多い。土壌等の環境中のセシウムを回収するに際し、通常は、多くの種類の金属化合物や金属イオンが存在している。そのため、単なるイオン交換体のみの使用では、当然ながら、セシウム以外の金属イオンも吸着することになり、選択吸着効率は良好とはいえない。そこで、過大な設備を必要とする等の問題がある。
【０００５】
例えば、独立行政法人産業技術総合研究所（ＡＩＳＴ）による２０１１年８月２４日並びにそれ以降の発表において、プルシアンブルーはセシウムの選択的な吸着に効果を発揮することが明らかにされている。これはプルシアンブルー錯体の格子状の空隙の大きさと、セシウムイオン（水和セシウムイオン）の大きさが比較的近似しているため、空隙内に安定的に取り込まれる特性に着目した知見である。
【０００６】
プルシアンブルー自体は青色の染料、塗料等として古くから使用されていた。プルシアンブルーの効率的な製造方法として、陰イオン性金属シアノ錯体を含有する水溶液と、金属陽イオンを含有する水溶液とを混合し、双方の水溶液由来の金属原子を有するプルシアンブルー型金属錯体の結晶を析出させ、次いで、配位子を溶媒に溶解させた溶液と、プルシアンブルー型金属錯体の結晶とを混合して、プルシアンブルー型金属錯体超微粒子の分散液とし、ここから分離してプルシアンブルー型金属錯体を得る手法がある（特許文献１参照）。
【０００７】
特許文献１のプルシアンブルー型金属錯体は、微粒子となることによって粒子自体の表面積が増してセシウムイオンとの接触面積は増加する。従って、水中に存在するセシウムイオンは効率よくプルシアンブルーに吸着される。その反面、プルシアンブルー自体も水中に分散しているため、被処理水からのプルシアンブルー微粒子を分離し、回収することは必ずしも容易ではなかった。それゆえ、プルシアンブルー自体の処理装置からの流出も防ぎきれていなかった。
【０００８】
また、プルシアンブルーはアルカリ条件下で分解されるため耐性が弱い。このため、被処理水の酸性度等の影響や経時変化の影響を受けやすい。プルシアンブルーは分解すると錯体を構成するシアンや鉄のイオンが遊離する。このシアンは環境基準において規制を必要とする物質であり、厳格な処理を必要とする。このことから、プルシアンブルーはセシウム吸着に極めて有効であるものの、プルシアンブルー自体の分解の問題も内包している。従って、プルシアンブルー自体の分解により生じるシアン等の吸着処理のため別途の装置等も必要としていた。
【０００９】
そこで、プルシアンブルーが具備するセシウムの選択的吸着性能を活かして取り扱いの利便性を高め、かつ、プルシアンブルーからの溶出も抑制可能とする新たなセシウム吸着材が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２５６９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記状況に鑑み提案されたものであり、プルシアンブルーが具備するセシウムの選択的吸着性能を活かすとともに、吸着材としての取り扱いやすさを向上し、さらに、プルシアンブルー錯体の成分である鉄やシアンの溶出も抑制した放射性セシウム吸着の吸着作業の効率化に資するセシウム吸着複合材及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち、請求項１の発明は、基材活性炭にプルシアンブルー系吸着剤を付着して担持活性炭を得る付着工程と、前記担持活性炭に被覆剤を添加して該担持活性炭の表面を被覆して被覆活性炭を得る被覆工程とを有することを特徴とするセシウム吸着複合材の製造方法に係る。
【００１３】
請求項２の発明は、前記被覆剤がセルロース系樹脂である請求項１に記載のセシウム吸着複合材の製造方法に係る。
【００１４】
請求項３の発明は、前記セルロース系樹脂がカルボキシメチルセルロースアンモニウムまたはアセチルセルロースである請求項２に記載のセシウム吸着複合材の製造方法に係る。
【００１５】
請求項４の発明は、前記被覆剤の添加量が、前記基材活性炭重量の０．０２〜０．５重量倍である請求項１ないし３のいずれか１項に記載のセシウム吸着複合材の製造方法に係る。
【００１６】
請求項５の発明は、前記被覆工程の後に、前記被覆活性炭を加熱する加熱工程が含められる請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセシウム吸着複合材の製造方法に係る。
【００１７】
請求項６の発明は、前記加熱工程における加熱温度が１００℃以上である請求項５に記載のセシウム吸着複合材の製造方法に係る。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のセシウム吸着複合材の製造方法によって製造したことを特徴とするセシウム吸着複合材に係る。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明に係るセシウム吸着複合材の製造方法によると、基材活性炭にプルシアンブルー系吸着剤を付着して担持活性炭を得る付着工程と、前記担持活性炭に被覆剤を添加して該担持活性炭の表面を被覆して被覆活性炭を得る被覆工程とを有するため、プルシアンブルーによるセシウムの選択的吸着性能を活かすとともに、吸着材としての取り扱いやすさを向上し、さらに、プルシアンブルーの成分である鉄やシアンの溶出も抑制した放射性セシウム吸着を得ることができる。
【００２０】
請求項２の発明に係るセシウム吸着複合材の製造方法によると、請求項１の発明において、前記被覆剤がセルロース系樹脂であるため、塗工時、流動化するため表面の被覆作業に好適であるとともに水分子やセシウムイオン等の低分子の透過性は確保される。
【００２１】
請求項３の発明に係るセシウム吸着複合材の製造方法によると、請求項２の発明において、前記セルロース系樹脂がカルボキシメチルセルロースアンモニウムまたはアセチルセルロースであるため、良好な被覆効果によりプルシアンブルー系吸着剤の溶出を抑制でき、しかもセシウムの吸着力も優れる。
【００２２】
請求項４の発明に係るセシウム吸着複合材の製造方法によると、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記被覆剤の添加量が、前記基材活性炭重量の０．０２〜０．５重量倍であるため、良好なプルシアンブルー系吸着剤の溶出抑制効果を発揮する。
【００２３】
請求項５の発明に係るセシウム吸着複合材の製造方法によると、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記被覆工程の後に、前記被覆活性炭を加熱する加熱工程が含められるため、セルロース系樹脂の乾燥と皮膜形成が進む。
【００２４】
請求項６の発明に係るセシウム吸着複合材の製造方法によると、請求項５の発明において、前記加熱工程における加熱温度が１００℃以上であるため、セルロース系樹脂の乾燥と樹脂皮膜の形成に際しての不要成分の揮発が進む。
【００２５】
請求項７の発明に係るセシウム吸着複合材によると、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のセシウム吸着複合材の製造方法によって製造したため、プルシアンブルー系吸着剤自体やその成分の溶出も抑制される。そして、プルシアンブルーから遊離するシアンの吸着等のセシウムの吸着以外に関連する周辺装置の負担は軽減され、全体の設備投資は抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のセシウム吸着複合材の製造方法を説明する概略工程図である。
【図２】本発明のセシウム吸着複合材の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明のセシウム吸着複合材の製造方法について図１とともに説明する。はじめに本発明のセシウム吸着複合材の主体となる基材活性炭が用意される。基材活性炭は、公知の活性炭（Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｃａｒｂｏｎ）の粒状物である。活性炭は、木材の製材、加工時に生じるオガコ（大鋸屑）や鉋屑等、廃材や間伐材、廃竹、伐採竹、ヤシ殻等のセルロース分に富む木質の植物原料の粉砕物を炭化、焼成、適宜の賦活を経て得た炭化物である。植物原料の他に、古タイヤ、フェノール樹脂等の各種樹脂製品の炭化物等も活性炭に加えることができる。そのため、基材活性炭は比較的安価かつ量的に調達可能である。
【００２８】
また、従来から吸着、濾過材料として使用されており、安定性、安全性が高くしかも活性炭表面に発達した細孔により幅広い物質を吸着対象とすることができる。そこで、活性炭の表面へのプルシアンブルー系吸着剤の付着、活性炭の細孔内へのプルシアンブルー系吸着剤の侵入等の担持効果が発揮される。
【００２９】
プルシアンブルー系吸着剤のプルシアンブルー（Ｐｒｕｓｓｉａｎ  ｂｌｕｅ）は、一般に「ＦｅIII4［ＦｅII（ＣＮ）6］3」として示される金属ヘキサシアノ錯体の一種であり、格子状の結合を有する。Ｆｅ以外の金属元素としてＮｉ、Ｃｏ等の遷移元素が配位する種類も存在する。このプルシアンブルーの格子内にセシウムが吸着、保持される。そのため、従来から放射性セシウムの吸着除去用途に使用されている。プルシアンブルーの種類自体は特に限定されず、前記の錯体により格子状の結合が保持される限り形態も自由である。そこで、形態、性状等が自由であることから、プルシアンブルー系吸着剤として総称することとした。
【００３０】
紺青として染料や顔料に使用されるプルシアンブルーは、およそ粒径１ないし１００μｍの粉末状物であり、塊状やフレーク状等の適宜形状である。プルシアンブルーの粉末自体の大きさが大きくなる分、その粒体の表面積は小さくなる。しかし、従前から生産され使用されている紺青をそのまま活用できることから、費用は安価であり、量的に調達は容易である。
【００３１】
前記のプルシアンブルー粉末はより微粒子状とすることにより、基材活性炭の細孔へ入り込みやすくなる。この場合、公知の紺青等の顔料を破砕により得ることは可能ではある。しかし、当初からの微粒子性状物とする方が簡便である。微粒子性状物のプルシアンブルーは、前出の特許文献１（特開２００６−２５６９５４号公報）等に開示の粒径１０ないし２０ｎｍの疎水性の粒子である。微粒子性状物とすることにより、水や有機溶媒等への高い分散性が備わる。また、微粒子性状物のプルシアンブルーは水に分散されているため、活性炭の多孔質との混合等に好適である。
【００３２】
さらには、基材活性炭との混合に際しプルシアンブルー自体を合成することも可能である。例えば、ヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウム（フェリシアン化カリウムとも称する）と、硫酸鉄（ＩＩ）、硫酸銅（ＩＩ）、硝酸銅（ＩＩ）、硫酸コバルト（ＩＩ）、硝酸コバルト（ＩＩ）、硫酸ニッケル（ＩＩ）、または硝酸ニッケル（ＩＩ）との混合、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸ナトリウム（フェロシアン化ナトリウムとも称する）と硝酸鉄（ＩＩＩ）との混合、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウムと硝酸鉄（ＩＩＩ）との混合等が挙げられる。後述の実施例では、ヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウム｛Ｋ3［ＦｅIII（ＣＮ）6］｝と、硫酸鉄・７水和物｛ＦｅIIＳＯ4・７Ｈ2Ｏ｝との混合により合成した。このように、原料段階の化合物を用いることも可能である。なお、列記の原料については水和物も含まれる。
【００３３】
そこで、前述の各種のプルシアンブルー系吸着剤は基材活性炭に添加、混合され、プルシアンブルー系吸着剤は基材活性炭の表面に担持され、担持活性炭を得ることができる。担持に際しては、プルシアンブルー系吸着剤を含有する溶液の噴霧、浸漬等の適宜である。この工程は「付着工程」である。
【００３４】
担持活性炭のみでは、水との接触により、プルシアンブルー系吸着剤は基材活性炭から溶出しやすい。そのため、プルシアンブルー系吸着剤の遊離を抑制するため、担持活性炭に被覆剤が添加される。この被覆剤によって担持活性炭の表面は被覆され、被覆活性炭となる。この工程は「被覆工程」である。
【００３５】
セシウム吸着材を形成するに際し必要となる被覆剤の性質は、水分やセシウムイオンの透過性である。一般に、耐水性、塗工性の観点から、被覆剤にはアクリル樹脂やウレタン樹脂等の合成樹脂が多用される。しかしながら、それらの合成樹脂にあっては耐水性ゆえに水分透過性に欠ける。そのため、被覆剤による被覆によってプルシアンブルー系吸着剤の溶出は抑制されるものの、プルシアンブルー系吸着剤のセシウム吸着能力も大幅に低下してしまう。つまり、被覆剤の選択はセシウム吸着材を形成する際に重要である。
【００３６】
この点を重視して被覆剤にセルロース系樹脂が使用される。セルロース系樹脂は、セルロース単体に加え、糖鎖中の水酸基が適宜の官能基に置換されたセルロースの誘導体である。具体的には、アセチルセルロース（酢酸セルロース、セルロースアセテート）、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースアンモニウム等である。
【００３７】
列記のセルロース系樹脂において、アセチルセルロース、さらにカルボキシメチルセルロースアンモニウムは、後記実施例に開示するとおり、良好な被覆効果によりプルシアンブルー系吸着剤の溶出が抑制され、しかもセシウムの吸着力も優れている。
【００３８】
セルロース系樹脂の利点は、塗工時、流動化するため表面の被覆作業に好適なことである。そして、乾燥、固化後、担持活性炭の表面に皮膜を形成した場合、分子量の大きなプルシアンブルーはセルロース系樹脂により形成される高分子の網構造に阻まれて外部に溶出（流出）し難くなる。その一方、水分子やセシウムイオン等の低分子の透過性は確保される。従って、プルシアンブルー系吸着剤の溶出抑制に効果的でありながら、セシウムの吸着を阻害し過ぎないとの点から理想的である。
【００３９】
担持活性炭に添加する被覆剤の量は、プルシアンブルー系吸着剤の溶出抑制とセシウムの吸着性能を両立させる点から規定される。これについては、基材活性炭重量を「１」重量部としたときの被覆剤の添加量として規定することができる。プルシアンブルー系吸着剤の量は、粉末状、微粒子性状等のプルシアンブルーの相違により大きく異なる。このことから、吸着複合材において大半を占める基材活性炭の重量を基準として、プルシアンブルー系吸着剤と被覆剤の量が規定される。
【００４０】
具体的に、被覆剤の添加量は、基材活性炭重量の０．０２ないし０．５重量倍である。被覆剤の添加量が０．０２重量倍を下回る場合、少なすぎることから、プルシアンブルー系吸着剤の溶出抑制効果に乏しい。被覆剤の添加量が０．５重量倍を上回る場合でも溶出抑制及びセシウムの吸着量は良好である。しかし、効果の向上が見込まれないことから、一応の上限とした。
【００４１】
図１の工程図に示すように、被覆工程後、セルロース系樹脂の定着のため被覆活性炭は必要に応じて加熱される。この工程は「加熱工程」である。むろん、セルロース系樹脂の種類いかんにより省略可能である。当該加熱工程を経ることにより、セルロース系樹脂の乾燥は迅速に進み、被覆活性炭の表面における樹脂皮膜形成が容易となる。加熱乾燥に伴い水分が蒸発することから、保管上も都合良い。当該加熱工程において加熱温度はセルロース系樹脂の種類によるものの１００℃以上である。１００℃に達しない温度域での加熱では、樹脂の溶融は十分ではない。また、樹脂皮膜の形成に際しての不要成分の揮発も十分とはいえない。
【００４２】
以上図示し詳述した工程を経ることによって、本発明のセシウム吸着複合材は製造される。後述する図２の写真が参照される。
【００４３】
従前、プルシアンブルーを主成分とするセシウム吸着剤は、微粒子、粉末等の不定形状である。このため、放射性セシウムを含む被処理水を直にセシウム吸着剤に通水した場合、このセシウム吸着剤を回収するため、別途濾過、分離装置が必要となる。また、遊離したプルシアンブルー自体の分離、回収も必要となる。
【００４４】
これに対し、本発明のセシウム吸着複合材は、セシウムの吸着を担うプルシアンブルー系吸着剤を足場となる基材活性炭に付着させることによってプルシアンブルー系吸着剤の浮遊性を抑えている。さらに、被覆剤を用いて表面全体を被覆しているため、プルシアンブルー系吸着剤自体やその成分の溶出も抑制される。このことから、セシウムの選択吸着と定形化による取り扱いやすさの双方を兼ね備える。そして、プルシアンブルーから遊離するシアンの吸着等のセシウムの吸着以外に関連する周辺装置の負担は軽減され、全体の設備投資は抑制される。
【実施例】
【００４５】
〔使用原料〕
発明者らは、セシウム吸着複合材を作成するため、下記の原料を使用した。
・活性炭
フタムラ化学株式会社製，ヤシ殻活性炭「太閤ＣＷ８３０ＳＺ」（粒径：２．３６０−０．５００μｍ）
・プルシアンブルー
関東化学株式会社製，プルシアンブルーナノ分散液Ｌ（粒径１０〜２０ｎｍ），約１０重量％水分散液／（以下、ＰＢ１とする。ＰＢ１はいわゆる微粒子状分散物である。）
大日精化工業株式会社製，ＭＩＬＯＲＩ  ＢＬＵＥ  ９０５（平均粒径０．１７μｍ）／（以下、ＰＢ２とする。ＰＢ２は紺青の顔料粉砕物である。）
さらに次の２種類の試薬からプルシアンブルーを合成した。
関東化学株式会社製，ヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウム｛Ｋ3［ＦｅIII（ＣＮ）6］｝
関東化学株式会社製，硫酸鉄・７水和物｛ＦｅIIＳＯ4・７Ｈ2Ｏ｝
それぞれを１ないし２０重量％の水溶液に予め調製した。この事後的なプルシアンブルー合成品については、以下、ＰＢ３とする。
【００４６】
被覆剤として、次のセルロース系樹脂を使用した。
カルボキシメチルセルロースアンモニウム（略称ＣＭＣＡｍ），ダイセルファインケム株式会社製，ＤＮ１００Ｌ
アセチルセルロース（略称ＡｃＣ），株式会社ダイセル製，Ｌ−２０
なお、溶媒として関東化学株式会社製，ジメチルスルホキシド（略称ＤＭＳＯ）を使用した。
【００４７】
〔担持活性炭の作成〕
プルシアンブルー−ＰＢ１の約１０重量％水分散液を約０．１ないし５重量％にさらに水で希釈した。当該ＰＢ１の希釈液を活性炭に少量ずつ添加しながら攪拌した。全体に馴染んだ後、１２０℃に加熱して乾燥し、ＰＢ１の担持活性炭を作成した。この段階止まりの担持活性炭を対比のため比較例１とした。
【００４８】
プルシアンブルー−ＰＢ２を水に分散させて約０．１ないし５重量％の分散液とした。当該ＰＢ２の希釈液を活性炭に少量ずつ添加しながら攪拌した。全体に馴染んだ後、１２０℃に加熱して乾燥し、ＰＢ２の担持活性炭を作成した。この段階止まりの担持活性炭を対比のため比較例２とした。
【００４９】
ヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウムの１ないし２０重量％水溶液を攪拌しながら活性炭に添加してよく馴染ませてから静置した。続いて、硫酸鉄・７水和物の１ないし２０重量％水溶液も攪拌しながら活性炭に添加してよく馴染ませてから静置した。その後、１２０℃に加熱し、ＰＢ３の担持活性炭を作成した。この段階止まりの担持活性炭を対比のため比較例３とした。
【００５０】
〔セシウム吸着複合材の作成〕
・ＣＭＣＡｍによる表面被覆
カルボキシメチルセルロースアンモニウム（ＣＭＣＡｍ）を計量し水に溶解してＣＭＣＡｍ分散液とした。前出のプルシアンブルーを担持した担持活性炭にＣＭＣＡｍ分散液を散布しながら攪拌した。全体によく馴染ませた後、被覆活性炭を１２０℃で乾燥した。こうして、ＣＭＣＡｍ被覆のセシウム吸着複合材を作成した（試作例１ないし１４）。
【００５１】
・ＡｃＣによる表面被覆
アセチルセルロース（ＡｃＣ）をジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）に分散してＡｃＣ分散液とした。前出のプルシアンブルーを担持した担持活性炭にＡｃＣ分散液を散布しながら攪拌した。全体によく馴染ませた後、水で軽く洗浄し被覆活性炭を１２０℃で乾燥した。こうして、ＡｃＣ被覆のセシウム吸着複合材を作成した（試作例１５）。
【００５２】
〔担持安定性能の測定〕
活性炭に担持されたプルシアンブルー系吸着剤の溶出を抑えることが製品としての安定性、耐久性の上で望ましい。プルシアンブルーは前述のとおり鉄を含む金属ヘキサシアノ錯体である。そこで、セシウム吸着複合材から水中に溶出した鉄の量を比較することにより、活性炭におけるプルシアンブルー担持の安定性の良否を評価した。
【００５３】
評価対象のセシウム吸着複合材（各試作例）を０．５ｇ秤量して１００ｍＬの容器内に入れた。次に塩化セシウム（ＣｓＣｌ）を超純水に溶解し１ｍｇ／Ｌのセシウム溶液に調製した。このセシウム溶液（１ｍｇ／Ｌ）の５０ｍＬを前出の容器に投入し、１００分間振とうした。振とうに際し、タイテック株式会社製，振とう機（トリプルシェーカー，ＮＲ−８０）を使用した。
【００５４】
容器内の液体を採取し、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用いて濾過した。当該濾液について、鉄（Ｆｅ）の原子吸光により定量した。測定には、株式会社島津製作所製，原子吸光分光光度計（ＡＡ−６３００）を使用した。鉄濃度はｐｐｂとした。
【００５５】
前出の比較例の鉄濃度をＦｃ（ｐｐｂ）とし、試作例の鉄濃度をＦｓ（ｐｐｂ）とした。そこで、各試作例について「鉄溶出抑制率Ｒｓ（％）＝｛（Ｆｓ−Ｆｃ）／Ｆｃ｝×１００」として算出した。
【００５６】
〔吸着性能の測定〕
評価対象のセシウム吸着複合材（各試作例）を０．５ｇ秤量して１００ｍＬの容器内に入れた。次に前出のプルシアンブルーの保持性能の測定に用いたセシウム溶液（１ｍｇ／Ｌ）５０ｍＬを前出の容器に投入し、１００分間振とうした。振とうは同一の振とう機を使用し、同一の条件により行った。ここで、セシウム吸着材を入れずセシウム溶液のみを投入して振とうし、以降同一処理とし対照例となるブランク試験も行った。
【００５７】
容器内の液体を採取し、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用いて濾過した。当該濾液について、セシウム（Ｃｓ）の原子吸光により定量した。測定には、サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製，原子吸光分析装置（ｉＣＥ  ３０００  ＳＥＲＩＥＳ  ＡＡ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）を使用した。
【００５８】
ブランク試験の濾液におけるセシウム量を基準とした。各試作例のセシウム吸着材添加の濾液中に含まれるセシウム量を測定し、ブランク試験と比較してセシウムの吸着率（相対濃度）を求めた。完全吸着（相対濃度０％）ならば吸着率１００％とし、１％の検出（相対濃度１％）ならば吸着率９９％とした。
【００５９】
各試作例について測定結果を次の表１ないし４に示す。表１はプルシアンブルーの種類の相違と被覆剤の有無による評価である。表２は被覆剤の乾燥温度の評価である。表３及び４は被覆剤自体の必要量を対基材活性炭重量として作り分けた評価である。表１及び２の試作例１ないし７について、被覆剤（ＣＭＣＡｍ）の添加量は基材活性炭重量の０．１重量倍とした。各試作例について、プルシアンブルーの種類に関わらず、付着量は基材活性炭重量の０．１重量倍とした。表１、３及び４について、乾燥温度を１２０℃とした。各表中の試作例の欄に記載の率（％）は、比較対象として記載の比較例を基準とした際の相対値とした。
【００６０】
【表１】
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【００６１】
【表２】
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【００６２】
【表３】
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【００６３】
【表４】
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【００６４】
〔結果と考察〕
表１より、担持活性炭の表面を被覆剤により被覆した試作例は、比較例との対比から、いずれも鉄溶出量を１０分の１以下に削減することができた。また、プルシアンブルー系吸着剤の種類に関わらず、被覆剤による被覆が行われても良好なセシウム吸着能力を発揮した。従って、いったん出来上がったセシウム吸着複合材からの成分溶出を大幅に抑制できることから、プルシアンブルーに由来するシアンの処理に要する負担を大きく軽減できる。さらに、プルシアンブルー系吸着剤を長く保持し続けることができるため、セシウム吸着複合材の耐用時間は長くなると考えられる。
【００６５】
表２より、被覆剤のＣＭＣＡｍは、１００℃未満の乾燥では被覆剤として不十分である。１００℃以上となると鉄溶出量から勘案されるシアンの溶出が大きく抑制される。そして１２０℃になると、より効果的である。ただし、１２０℃以上の場合、被覆剤自体が熱分解するおそれがある。また、溶出抑制の限界と考えられることから、概ね１３０℃が上限である。被覆剤のＣＭＣＡｍは、常温下では水に溶解し、１００℃以上の加熱時にはカルボキシル基と結合したアンモニウムが離れて不溶化して表面に皮膜を形成する。このことから、セシウム吸着複合材の製造しやすさと溶出抑制効果の双方を両立することができる。
【００６６】
表３及び４より、被覆剤の添加量は、基材活性炭重量の０．０２重量倍未満、試作例８の０．０１重量倍では、溶出抑制効果が不十分である。しかし、試作例９の０．０２重量倍となると、格段に鉄溶出率が低下する。そこで、被覆剤の添加量は、基材活性炭重量の０．０２重量倍以上と導くことができる。試作例１１の０．０４重量倍を超える添加量となる場合、鉄溶出抑制率はほぼ９９％となり性能向上は頭打ちとなる。このことから、被覆剤の添加量の上限は０．５重量倍と考える。
【００６７】
表４中の試作例１５は被覆剤の種類をＣＭＣＡｍからＡｃＣに変更した例である。試作例１５もセシウムの吸着に効果を発揮し、かつ、溶出抑制も認められる。従って、被覆剤としてセルロース系樹脂が有用であることを確認した。被覆剤となるセルロース系樹脂は水や溶媒に溶解可能であることから、セシウム吸着複合材の作成材料として好適である。しかも、基材活性炭に皮膜を形成した後も、セルロースの親水性によりイオン透過性能からセシウムの吸着性能を阻害しない利点がある。
【００６８】
図２の開示は試作例１の写真である。写真上では明確には分かりにくいものの、被覆剤（ＣＭＣＡｍ）の添加、被覆により、プルシアンブルー系吸着剤添着の活性炭に照りが生じた。写真のセシウム吸着複合材は、基材活性炭の大きさ、形状等に依存するため、不定形である。しかしながら、当該吸着複合材は粒状体であることから、放射性セシウムを濾過する設備への供給、放射性セシウムの濾過吸着後の回収が容易となり、取り扱いやすさは格段に改善可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明のセシウム吸着複合材は、放射性セシウムを吸着保持する複合材であり、しかも、従前の粉末状の吸着剤とは異なり、吸着の主成分であるプルシアンブルーの溶出を抑えている。そのため、放射性セシウムの吸着作業に際し、溶出したプルシアンブルーの処理負担等を大きく削減し、放射性セシウムの吸着作業全体の設備や経費を大きく改善可能である。
【図１】
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【図２】
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