(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）で示されるセシウムの分配係数が１００，０００ｍＬ／ｇ以上であるシチナカイト構造（ただし、Ｘ線源にＣｕ−Ｋαを用いて回折角（２θ）が５〜８０°の範囲でＸ線回折測定するときに２θ＝１０〜１３°、２７〜２９°、３４〜３５°、４７〜４９°にピークを有するがチタン酸塩のＸＲＤピーク（２θ＝８〜１０°）を有するものを除く。）を有し、平均粒子径が４．０μｍ以上２０μｍ以下で、粒子径分布の累積曲線における１０μｍでの累積値が９０％以下であり、かつ、粒子径分布がマルチモーダルであるシリコチタネートを用いるセシウムの吸着方法。
Ｋｄ＝（Ｃ。−Ｃ）／Ｃ×Ｖ／ｍ                    （１）
Ｋｄ  ：  セシウムの分配係数（ｍＬ／ｇ）
Ｃ。  ：  吸着処理前のセシウム含有水溶液中のセシウムイオン濃度（ｐｐｍ）
Ｃ    ：  吸着平衡時のセシウム含有水溶液中のセシウムイオン濃度（ｐｐｍ）
Ｖ    ：  セシウム含有水溶液の体積（ｍＬ）
ｍ    ：  シチナカイト構造を有するシリコチタネートの重量（ｇ）
【請求項２】
式（１）で示されるストロンチウムの分配係数が１０，０００ｍＬ／ｇ以上であるシチナカイト構造（ただし、Ｘ線源にＣｕ−Ｋαを用いて回折角（２θ）が５〜８０°の範囲でＸ線回折測定するときに２θ＝１０〜１３°、２７〜２９°、３４〜３５°、４７〜４９°にピークを有するがチタン酸塩のＸＲＤピーク（２θ＝８〜１０°）を有するものを除く。）を有し、平均粒子径が４．０μｍ以上２０μｍ以下で、粒子径分布の累積曲線における１０μｍでの累積値が９０％以下であり、かつ、粒子径分布がマルチモーダルであるシリコチタネートを用いるストロンチウムの吸着方法。
Ｋｄ＝（Ｃ。−Ｃ）／Ｃ×Ｖ／ｍ                        （１）
Ｋｄ  ：  ストロンチウムの分配係数（ｍＬ／ｇ）
Ｃ。  ：  吸着処理前のストロンチウム含有水溶液中のストロンチウムイオン濃度
（ｐｐｍ）
Ｃ    ：  吸着平衡時のストロンチウム含有水溶液中のストロンチウムイオン濃度
（ｐｐｍ）
Ｖ    ：  ストロンチウム含有水溶液の体積（ｍＬ）
ｍ    ：  シチナカイト構造を有するシリコチタネートの重量（ｇ）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シチナカイト構造を有するシリコチタネートを用いるセシウム又はストロンチウムの少なくともいずれかの吸着方法に関する。このシリコチタネートは、例えば汚染水、海水、地下水中の有害イオン処理等の用途に有用である。
【背景技術】
【０００２】
水溶液から有害イオンを除去できる吸着剤として、シリコチタネートが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には海水中の放射性物質の除去用イオン交換体としてシリコチタネートおよびその製法が開示されている。
【０００４】
特許文献１において、ニオブを含有したシリコチタネートが開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献１におけるシリコチタネートの原料は有機系アルコキシ化合物を含んでいる。すなわち、特許文献１の原料にはシリカ源はオルトケイ酸テトラエチル、チタン源はオルトチタン酸テトライソプロピル、並びに、構造規定剤としてテトラプロピルアンモニウムブロマイド及び、テトラブチルアンモニウムブロマイド等を含んでいるものであった。これらの各シリカ源、チタン源、及び、構造規定剤は入手が困難である上に、危険物又は劇物に該当するため、その高温下で発生する蒸気が爆発の原因となる。そのため、特許文献１の製造方法は、低温下での反応が必要とされるが、低温にすると反応速度が低下し生産性は落ちるため好ましくない。
【０００６】
特許文献２には、気体あるいは液体からなる混合物を分離する分離剤としてのチタノシリケート型ゼオライトの製造方法が開示されている。しかしながら、特許文献２におけるシリカ源、チタン源、及び、構造規定剤は、危険物あるいは劇物に該当するテトラアルキルオルトシリケート、テトラブチルオルトチタネート、水酸化テトラプロピルアンモニウムであった。これらの化合物、及び、これらの化合物を混合した混合物は、その高温下で発生する蒸気が反応管の腐食の原因となる為に、テフロン（登録商標）内筒を備えたステンレス製耐圧反応管などの様な特殊な製造装置を使用する必要があった。
【０００７】
特許文献３では、セシウムのみを含む水溶液に対する吸着剤として結晶性ケイチタン酸塩ＣＳＴ−２が開示されている。
【０００８】
特許文献４では、セシウム及びストロンチウムを含む水溶液に対する吸着剤としてケイチタン酸が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許６１１０３７８号公報
【特許文献２】特許第３８４０５０６号明細書
【特許文献３】特許４９１９５２８号
【特許文献４】特開２０１３−０８８３９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、従来のセシウム吸着剤よりも高いセシウム吸着性能を有するシチナカイト構造を有するシリコチタネートを用いるセシウム又はストロンチウムの少なくともいずれかの吸着方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、セシウム又はストロンチウムの少なくともいずれかの吸着方法で用いる、危険物又は劇物ではない化合物を原料として用いることができるシリコチタネートの製造方法を見出し、本発明を完成したものである。
【００１２】
すなわち、本発明はセシウムの分配係数が１００，０００ｍＬ／ｇ以上であるシチナカイト構造を有するシリコチタネートを用いるセシウム又はストロンチウムの少なくともいずれかの吸着方法である。
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
本発明は、シチナカイト構造を有するシリコチタネートを用いるセシウム又はストロンチウムの少なくともいずれかの吸着方法である。
【００１５】
シチナカイト構造を有するシリコチタネートとは、Ｅ．Ｖ．Ｓｏｋｏｌｏｖａ他，Ｓｏｖ．Ｐｈｙｓ．Ｄｏｋｌ．３４，５８３（１９８９）（以下、「参考文献１」とする。）、又は、Ｍ．Ｊ．Ｂｕｅｒｇｅｒ他，Ｗ．Ａ．ＤｏｌｌＡｓｅ，Ｚ．ＫＲＩＳＴＡＬＬＯＧＲ．，１２５，９２（１９６７）（以下、「参考文献２」とする。）、又はＡｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｄａｔａｂａｓｅ（ｈｔｔｐ：／／ｒｕｆｆ．ｇｅｏ  ａｒｉｚｏｎａ．ｅｄｕ．／ＡＭＳ／ａｍｃｓｄ．ｐｈｐ、検索日：２０１４年７月１日、以下、「参照ＨＰ」とする。）におけるｓｉｔｉｎａｋｉｔｅ、のいずれかに記載された粉末Ｘ線回折（以下、「ＸＲＤ」とする。）ピークで特定されるＸＲＤピークを有する結晶性シリコチタネートである。
【００１６】
本発明の吸着方法で用いるシリコチタネートはセシウムの吸着特性が高く、セシウムの分配係数（以下、「Ｋｄ」とする。）が１００，０００ｍＬ／ｇ以上、更には２００，０００ｍＬ／ｇ以上、また更には１，０００，０００ｍＬ／ｇであることが好ましい。
【００１７】
本発明の吸着方法で用いるシリコチタネートはストロンチウムの吸着特性が高いことが好ましい。そのため、シリコチタネートはストロンチウムのＫｄが１０，０００ｍＬ／ｇ以上、さらに２０，０００ｍＬ／ｇ以上であることが好ましい。
【００１８】
本発明において、Ｋｄは、吸着剤を用いて金属イオン含有水溶液から金属イオンの吸着処理した際の、吸着剤の吸着特性を示す値であり、以下の式（１）から求めることができる。
【００１９】
Ｋｄ＝（Ｃ。−Ｃ）／Ｃ×Ｖ／ｍ                        （１）
Ｋｄ  ：  分配係数（ｍＬ／ｇ）
Ｃ。  ：  吸着処理前の金属イオン含有水溶液中の金属イオン濃度（ｐｐｍ）
Ｃ    ：  吸着平衡時の金属イオン含有水溶液中の金属イオン濃度（ｐｐｍ）
Ｖ    ：  金属イオン含有水溶液の体積（ｍＬ）
ｍ    ：  吸着剤の重量（ｇ）
例えば、吸着剤及び金属イオン含有水溶液として、シリコチタネート及びセシウム含有水溶液を使用して当該水容液からセシウムを吸着する場合、シリコチタネートのセシウムの吸着特性は、上記（１）式において以下の値を用いて、セシウムの分配係数として求めることができる。
【００２０】
Ｋｄ  ：  セシウムの分配係数（ｍＬ／ｇ）
Ｃ。  ：  吸着処理前のセシウム含有水溶液中の金属イオン濃度（ｐｐｍ）
Ｃ    ：  吸着平衡時のセシウム含有水溶液中の金属イオン濃度（ｐｐｍ）
Ｖ    ：  セシウム含有水溶液の体積（ｍＬ）
ｍ    ：  シチナカイト構造を有するシリコチタネートの重量（ｇ）
なお、シリコチタネートとセシウム含有水溶液とを２４時間以上接触させた状態を、吸着平衡時とすればよい。
【００２１】
また、本発明においては、吸着処理の温度は０〜５０℃、更には１０〜３０℃、また更には２０〜３０℃とする。
【００２２】
なお、金属イオン含有水溶液は、セシウムを含む２種以上の金属イオンを含有する水溶液であってもよい。セシウムを含む２種以上の金属イオンを含有する水溶液に対するセシウムのＫｄが高いことで、シリコチタネートのセシウムの選択吸着能が高くなる。セシウムを含む２種以上の金属イオンを含有する水溶液としては、Ｃｓの他に、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｋ、及びＳｒからなる群のいずれか２種以上を含有する水溶液、例えば、海水や模擬海水を挙げることができる。
【００２３】
本発明の吸着方法で用いるシリコチタネートは、ニオブ、タンタル、バナジウム、アンチモン、マンガン、銅、及び、鉄からなる群より選ばれる少なくとも１種（以下、「ドープ金属」とする。）を含有することが好ましく、特にニオブを含有することが好ましい。ドープ金属を含有することで、シチナカイト構造を有するシリコチタネートの、セシウムの吸着性能が向上する。
【００２４】
本発明の吸着方法で用いるシリコチタネートに含まれるドープ金属は、Ｔｉに対するドープ金属のモル比で０．０１〜１．２であることが好ましい。Ｍｄｏｐｅ／Ｔｉモル比がこの範囲であることで、セシウムに対する吸着性能が向上する。好ましい範囲として、更には０．０１〜１．０、また更には、０．１０〜０．５０が挙げられる。
【００２５】
本発明の吸着方法で用いるシチナカイト構造を有するシリコチタネートは平均粒子径が４．０μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、更には、８．０以上２０μｍ以下であることが好ましい。
【００２６】
本発明の吸着方法で用いるシチナカイト構造を有するシリコチタネートは粒子径分布の累積曲線において、１０μｍでの累積値が９０％以下であることが好ましく、更には、６０％以下であることが好ましい。
【００２７】
ここで、シリコチタネートに係わる「平均粒子径」とは、体積基準で表される粒子径分布の累積曲線が中央値（メディアン径；累積曲線の５０％に対応する粒子径）である粒と同じ体積の球の直径をいい、レーザー回折法による粒子径分布測定装置によって測定することができる。
【００２８】
本発明の吸着方法で用いるシリコチタネートの粒子径は、０．５μｍ以上１５０μｍ以下であることが挙げられる。さらに、各粒子径の体積頻度は比較的均一になりやすい。そのため、シリコチタネートの粒子径分布はモノモーダルではない粒子径分布、更にはマルチモーダルの粒子径分布となりやすく、また、全ての粒子径の粒子の体積頻度は５％以下となりやすい。
【００２９】
本発明の吸着方法で用いるシリコチタネートはこのような特徴を有する粒子である。このような特徴を有する粒子もセシウム吸着特性の向上に寄与していると考えられる。
【００３０】
本発明の吸着方法で用いるシリコチタネートの製造方法では、チタン源として無機系チタン塩、及び、シリカ源として無機系ケイ素化合物を使用する。これらのチタン源及びシリカ源は、有機系アルコキシ金属化合物をはじめとする、危険物又は劇物のいずれでもない。そのため、シリコチタネートの製造方法におけるチタン源及びシリカ源は、有機系アルコキシチタン化合物又は有機系アルコキシケイ素化合物などの有機系アルコキシ金属化合物に比べてハンドリングが容易であり、安価で、より工業的な使用に適している。
【００３１】
無機系ケイ素化合物として珪酸ソーダ、シリカゾル、ヒュームドシリカ、及びホワイトカーボンの群から選ばれる１種以上を挙げることができる。アルカリ金属水酸化物の水溶液に溶解させることが比較的容易であるため、無機系ケイ素化合物は珪酸ソーダ又はシリカゾルの少なくともいずれかであることが好ましい。
【００３２】
無機系チタン塩として、硫酸チタン、オキシ硫酸チタン、メタチタン酸ソーダ、及び塩化チタンの群から選ばれる１種以上を挙げることができる。アルカリ金属水酸化物の水溶液に溶解させることが比較的容易であるため、無機系チタン塩として、硫酸チタン、又はオキシ硫酸チタンの少なくともいずれかであることが好ましい。
【００３３】
シリコチタネートの製造方法では、上記のチタン源及びシリカ源、水、およびアルカリ金属水酸化物を混合してシリコチタネートゲルを得る。
【００３４】
上記アルカリ金属水酸化物は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウムの群から選ばれる少なくとも１種であり、より安価であるため、アルカリ金属水酸化物は水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムであることが好ましい。
【００３５】
無機系チタン塩、無機系ケイ素化合物、水および、並びに、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウムの群から選ばれる少なくとも１種（以下、「アルカリ金属源」とする。）は以下の混合モル比となるように混合することが好ましい。
【００３６】
０．５≦Ｓｉ／Ｔｉ≦２．０
２０≦Ｈ２Ｏ／Ｔｉ≦１５０
１．０≦Ｍ／Ｔｉ≦５．０
（Ｍは、Ｌｉ，Ｎａ、及びＫの群から選ばれる１種のアルカリ金属）
更に混合モル比は以下の組成を有することがより好ましい。
【００３７】
１．０≦Ｓｉ／Ｔｉ≦２．０
２０≦Ｈ２Ｏ／Ｔｉ≦１５０
１．０≦Ｍ／Ｔｉ≦５．０
（Ｍは、Ｌｉ，Ｎａ、及びＫの群から選ばれる１種のアルカリ金属）
Ｓｉ／Ｔｉモル比は０．５以上、２．０以下であればよく、好ましくは０．８以上、１．７以下、より好ましくは１．０以上、１．５以下である。Ｓｉ／Ｔｉモル比が０．５以上、２．０以下であることで、シチナカイト構造の単相がより得られやすくなる。
【００３８】
Ｈ２Ｏ／Ｔｉモル比が２０以上、１５０以下であればよく、好ましくは４０以上、１００以下である。２０以上であることで、無機系チタン塩、シリカ源として無機系ケイ素化合物、水、およびアルカリ金属源を含む混合物が撹拌しやすくなる。Ｈ２Ｏ／Ｔｉモル比が１５０以下であることで、シリコチタネートの収率が高くなりやすい。
【００３９】
Ｍ／Ｔｉモル比（Ｍは、Ｌｉ，Ｎａ、及びＫの群から選ばれる１種のアルカリ金属）が１．０以上、５．０以下、更には１．５以上、４．５以下、また更には２．５以上、４．５以下である。Ｎａ／Ｔｉモル比が１．０以上、及び、５．０以下であることで、シチナカイト構造の単相がより得られやすくなる。
【００４０】
無機系Ｓｉ化合物及び無機系チタン塩は、アルカリ金属水酸化物水溶液に可溶である。無機系チタン塩、無機系ケイ素化合物、水およびアルカリ金属源を混合することにより、無定形のシリコチタネートゲルが生じる。当該シリコチタネートゲルを結晶化することでシチナカイト構造を有するシリコチタネートが得られる。
【００４１】
なお、シリコチタネートの製造方法では、無機系チタン塩、無機系ケイ素化合物、水およびアルカリ金属源を混合することにより得られるシリコチタネートゲルを結晶化する。すなわち、シリコチタネートの製造方法では、危険物又は劇物に該当しないシリカ源及びチタン源を使用するだけでなく、構造指向剤を使用する必要がない。構造指向剤は、通常、高価な化合物である。構造指向剤を使用しないシリコチタネートの製造方法は、より安価にシリコチタネートを製造することができる。
【００４２】
シリコチタネートの製造方法で製造されるシチナカイト構造を有するシリコチタネートは、海水成分共存下でストロンチウム吸着量及びセシウムの吸着量が大きく、また選択的にストロンチウムを吸着する効果を有する。
【００４３】
シリコチタネートゲルは、ニオブ、タンタル、バナジウム、アンチモン、マンガン、銅、及び、鉄からなる群より選ばれる少なくとも１以上（以下、「ドープ金属」とする。）を含むことが好ましい。ドープ金属を含む原料から得られるシチナカイト構造を有するシリコチタネートは、ストロンチウム及びセシウムの吸着特性が高くなり好ましい。
【００４４】
シリコチタネートゲルに含まれるドープ金属は、Ｍｄｏｐｅ／Ｔｉモル比で０．０１〜１．２であることが好ましい。Ｍｄｏｐｅ／Ｔｉモル比がこの範囲であることで、副生物の生成が低減され、吸着性能が向上する。吸着性能がより向上するため、更には０．０１〜１．０であることが好ましい（Ｍｄｏｐｅはドープ金属）。
【００４５】
結晶化温度は１５０℃以上、２３０℃以下であればよく、好ましくは１６０℃以上、２２０℃以下、より好ましくは１７０℃以上、２００℃以下である。結晶化温度が１５０℃以上であれば、シチナカイト構造の結晶性が高くなりやすい。２３０℃以下であれば汎用の反応容器等を使用するのに十分な温度となる。
【００４６】
結晶化時間は２４時間以上１２０時間以下であればよい。結晶化時間が２４時間以上であればシチナカイト構造の結晶性が高くなりやすい。一方、１２０時間以下であれば、セシウム又はストロンチウムの吸着特性が高いシチナカイト構造を有するシリコチタネートが得られる。
【００４７】
シリコチタネートの製造方法は、原料混合物を結晶化することでシチナカイト構造を有するシリコチタネートを得ることができる。さらにシリコチタネートの製造方法は結晶化で得られた結晶化物である、シチナカイト構造を有するシリコチタネートを冷却、ろ過、洗浄、及び乾燥する各工程をいずれか１種以上含んでいてもよい。
【００４８】
結晶化したシチナカイト構造を有するシリコチタネートを冷却する場合は、特に限定する冷却条件は無いが、１０℃／分で加熱炉冷却、または加熱炉より取り出し強制又は放冷することが挙げられる。
【００４９】
また、結晶化したシチナカイト構造を有するシリコチタネートをろ過する場合は、任意のろ過方法、例えば、ヌッチェやベルトフィルターを用いるろ過を挙げることができる。フィルター等を用いるろ過では、当該フィルターは１μｍ程度の目開きのものを用いることができる。
【００５０】
また、結晶化したシチナカイト構造を有するシリコチタネートを洗浄する場合は、５倍〜１０倍の純水または６０℃〜９０℃の温水を洗浄水とし、これと当該シリコチタネートとを混合することで洗浄することが挙げられる。
【００５１】
また、結晶化したシチナカイト構造を有するシリコチタネートを乾燥する場合は、当該シリコチタネートを大気中で７０℃〜９０℃で乾燥することが挙げられる。乾燥後、シリコチタネートが凝集している場合は乳鉢、粉砕機などで適宜解砕すればよい。
【００５２】
結晶化後にこれらの工程を経ることで、シチナカイト構造を有するシリコチタネートを粉末とすることができる。
【００５３】
シリコチタネートの製造方法により、シチナカイト構造を有するシリコチタネートを得ることができる。
【００５４】
当該シチナカイト構造を有するシリコチタネートは、そのチタンに対するケイ素のモル比（Ｓｉ／Ｔｉモル比）が０．２以上、１．５以下、更には０．５以上、１．０以下、また更には０．６以上、０．８以下であることが挙げられる。
【００５５】
さらに、チタンに対するアルカリ金属のモル比は、１．０以上、４．０以下、更には１．０以上、２．０以下、また更には１．０以上、１．５以下を挙げることができる。
【００５６】
本発明の吸着方法で用いるシチナカイト構造を有するシリコチタネートはセシウム又はストロンチウムの少なくともいずれかの吸着剤として使用することができる。
【００５７】
本発明の吸着方法で用いるシチナカイト構造を有するシリコチタネートはセシウム又はストロンチウムの少なくともいずれかの吸着方法に用いることができる。
【発明の効果】
【００５８】
本発明の吸着方法で用いるシチカナイト構造を有するシリコチタネートは、セシウムの吸着性能が非常に高い。
【００５９】
シリコチタネートの製造方法により、一般的で、入手が容易な無機系チタン塩及び無機系シリカ化合物をチタン源及びシリカ源として用いて、安全に生産することができ、且つ汎用のオートクレーブが使用できる。
【００６０】
さらに、シリコチタネートの製造方法では、劇薬や危険物である有機系アルコキシチタン化合物又は有機系アルコキシケイ素化合物などの有機系アルコキシ金属化合物を使用せずに、構造指向剤も必要としない。これにより、より製造コストが安価になり、より工業的な製造方法とすることができる。
【００６１】
また、シリコチタネートの製造方法により得られるシチカナイト構造を有するシリコチタネートは、ストロンチウム及びセシウムに対する、高い選択的に吸着特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施例１で得られたシリコチタネートゲルのＸＲＤ図を示す。
【図２】実施例１のシリコチタネートのＸＲＤ図を示す。
【図３】実施例２のシリコチタネートのＸＲＤ図を示す。
【図４】実施例３のシリコチタネートのＸＲＤ図を示す。
【図５】実施例４のシリコチタネートのＸＲＤ図を示す。
【図６】実施例４のシリコチタネートの粒子径分布及びその累積曲線を示す。（実線：粒子径分布の頻度、破線：粒子径分布の累積頻度）
【図７】実施例４のＳＥＭ観察図を示す。
【図８】実施例５のＸＲＤ図を示す。
【図９】実施例６シリコチタネートのＸＲＤ図を示す。
【図１０】比較例２の生成物のＸＲＤ図を示す。
【図１１】比較例３のシリコチタネートのＸＲＤ図を示す。
【図１２】比較例３のシリコチタネートの粒子径分布及びその累積曲線を示す。（実線：粒子径分布の頻度、破線：粒子径分布の累積頻度）
【実施例】
【００６３】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６４】
（粉末Ｘ線回折測定）
一般的なＸ線回折装置（商品名：ＭＸＰ３ＨＦ型Ｘ線回折計、マックスサイエンス社製）を使用して試料のＸＲＤパターンを測定した。測定条件は以下のとおりとした。
【００６５】
線源        ：  ＣｕＫα線（λ＝１．５４０５Å）
測定モード  ：  ステップスキャン
スキャン条件：  毎秒０．０４°
発散スリット：  １．００ｄｅｇ
散乱スリット：  １．００ｄｅｇ
受光スリット：  ０．３０ｍｍ
計測時間    ：  ３．００秒
測定範囲    ：  ２θ＝５．０°〜６０．０°
得られたＸＲＤパターンと、参考文献１、参考文献２、及び参照ＨＰに記載されたＸＲＤピークとを比較することで、シチナカイト構造の同定を行った。
【００６６】
（ストロンチウム、セシウムイオン濃度の測定）
水溶液中のストロンチウムイオン濃度は適宜、希釈してＩＣＰ法により測定した。測定には、一般的なＩＣＰ−ＡＥＳ（装置名：ＯＰＴＩＭＡ３０００ＤＶ、ＰＥＲＫＩＮ−ＥＬＭＥＲ社製）を使用した。Ｃａ、Ｍｇも同様の方法で測定した。
【００６７】
また、水溶液中のセシウム濃度はＩＣＰ−ＭＡＳＳ（装置名：ＮＥｘＩＯＮ３００Ｓ、ＰＥＲＫＩＮ−ＥＬＭＥＲ社製）で測定した。得られた各金属濃度から、各金属のＫｄを計算した。
【００６８】
（金属の除去率）
吸着処理による各金属の除去率は以下の式（２）より求めた。
【００６９】
除去率  ＝  （Ｃ。−Ｃ）／Ｃ。×１００                  （２）
Ｃ。  ：  吸着処理前の金属イオン含有水溶液中の金属イオン濃度（ｐｐｍ）
Ｃ    ：  吸着平衡時の金属イオン含有水溶液中の金属イオン濃度（ｐｐｍ）
（粒子径分布測定）
光散乱式粒度分布測定により、粒子径分布の累積曲線を測定した。測定には、一般的な光散乱式粒子径分布測定装置（日機装株式会社  ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ  ＨＲＡ  ＭＯＤＥＬ：９３２０−Ｘ１０００）を用いた。前処理として、試料を蒸留水に懸濁させ、超音波ホモジナイザーを用いて２分間分散させた。得られた粒子径分布の累積曲線から、平均粒子径、及び粒子径１０μｍでの累積値を得た。
【００７０】
（粒子の観察）
一般的な走査型電子顕微鏡（装置名：ＪＳＭ−６３９０ＬＶ、日本電子株式会社製）を用いて試料の粒子を観察した。
【００７１】
実施例１
ケイ酸ソーダ（ＳｉＯ２；２９．１重量％）２０ｇ、硫酸チタン水溶液（ＴｉＯ２；１３．３１重量％）４６ｇ、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ；４８重量％）５０ｇ、及び、純水７７ｇを混合し、以下の組成の原料混合物を得た。
【００７２】
Ｓｉ／Ｔｉモル比＝１．３１
Ｎａ／Ｔｉモル比＝３．３
Ｈ２Ｏ／Ｔｉモル比＝８２
得られた原料混合物はゲル状であった。
【００７３】
得られた原料混合物の一部を回収し、固液分離、温水洗浄、及び大気中、８０℃で乾燥し、粉末状の原料混合物を得た。得られた原料混合物粉末のＸＲＤ図を図１に示す。図１より、得られた原料混合物のＸＲＤパターンは結晶性ピークを有しておらず、これが無定形であることが分る。これより、原料混合物は無定形シリコチタネートゲルであることが確認できた。
【００７４】
当該ゲル状原料混合物を撹拌しながらステンレス製オートクレーブ（商品名：ＫＨ−０２、ＨＩＲＯ  ＣＯＭＰＡＮＹ製）に充填した。これを１８０℃で７２時間加熱して原料混合物を結晶化させて結晶化物を得た。
【００７５】
結晶化時の圧力は０．８ＭＰａであり１８０℃での水蒸気圧に該当した。結晶化後の結晶化物を、冷却、ろ過、洗浄、及び乾燥して粉末状のシリコチタネートを得た。
【００７６】
得られたシリコチタネートのＸＲＤ図からはシチナカイト構造以外に帰属できるピークは確認できなかった。これにより本実施例のシリコチタネートはシチナカイト構造の単相であることが確認できた。本実施例のシリコチタネートのＸＲＤ図を図２に示す。
【００７７】
得られたシリコチタネートはＳｉ／Ｔｉモル比＝０．６８、Ｎａ／Ｔｉモル比＝１．０７であった。
【００７８】
実施例２
原料混合物を以下の組成となるようにしたこと以外は実施例１と同様な方法で結晶化物を得た。
【００７９】
Ｓｉ／Ｔｉモル比    ＝  １．２５
Ｎａ／Ｔｉモル比    ＝  ３．６
Ｈ２Ｏ／Ｔｉモル比  ＝  ８２
得られた原料混合物は無定形シリコチタネートゲルであり、結晶化時の圧力は０．８ＭＰａであった。結晶化後の結晶化物を、冷却、ろ過、洗浄、及び乾燥して粉末状のシリコチタネートを得た。
【００８０】
得られたシリコチタネートのＸＲＤ図からはシチナカイト構造以外に帰属できるＸＲＤピークは確認されなかった。これにより本実施例のシリコチタネートはシチナカイト構造の単相であることが確認できた。本実施例のシリコチタネートのＸＲＤ図を図３に示す。
【００８１】
得られたシリコチタネートはＳｉ／Ｔｉモル比＝０．７５、Ｎａ／Ｔｉモル比＝１．３１であった。
【００８２】
（ストロンチウム吸着特性の評価）
得られたシリコチタネートについて模擬海水からのストロンチウム選択的吸着特性の評価を行った。ストロンチウムを含有する模擬海水として、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、Ｎａ２ＳＯ４、ＫＣｌ及びＳｒ標準液を用い、以下の組成を含む水溶液を調製し、測定溶液とした。
【００８３】
Ｎａ    ：８７０重量ｐｐｍ（ＮａＣｌ由来）
Ｍｇ    ：１１８重量ｐｐｍ
Ｃａ    ：  ４１重量ｐｐｍ
Ｎａ    ：１２６重量ｐｐｍ（Ｎａ２ＳＯ４由来）
Ｋ      ：  ３２重量ｐｐｍ
Ｓｒ    ：    １重量ｐｐｍ
（ここでＮａの合計の濃度は９９６重量ｐｐｍである）
１Ｌの測定溶液に対し０．０５ｇのシリコチタネートを添加し、これを、２５℃、８００ｒｐｍ、２４時間攪拌混合することで吸着特性の評価とした。なお、シリコチタネートは、前処理として大気中、１００℃で１時間加熱した。混合後、測定溶液からシリコチタネートをろ別し、回収された測定溶液中のストロンチウム濃度を測定した。
【００８４】
吸着特性評価後の測定溶液の各成分濃度から、上記の式（１）によりストロンチウムのＫｄ、及び、上記の式（２）により除去率を求めた。
【００８５】
吸着特性の評価後の測定溶液のストロンチウム濃度は０．５２重量ｐｐｍ、カルシウム濃度は３８重量ｐｐｍ、及びマグネシウム濃度は１１０重量ｐｐｍであった。これより、各金属のＫｄは以下のとおりであった。
【００８６】
ストロンチウム  ：  １８，０００ｍＬ／ｇ
カルシウム      ：    １，６００ｍＬ／ｇ
マグネシウム    ：    １，５００ｍＬ／ｇ
また、各金属の除去率は以下のとおりであった。
【００８７】
ストロンチウム  ：  ４８％
カルシウム      ：  ７．３％
マグネシウム    ：  ６．８％
これより、ストロンチウムのＫｄは１０，０００ｍＬ／ｇ以上であり、またカルシウム及びマグネシウムのＫｄよりも大きく、また、ストロンチウム除去率がカルシウム及びマグネシウムの除去率よりも大きく、本実施例のシリコチタネートは、海水成分共存下でストロンチウム吸着選択性を有することが確認できた。
【００８８】
（セシウム吸着特性の評価）
得られたシリコチタネートについて模擬海水からのセシウム選択的吸着特性の評価を行った。セシウムを含有する模擬海水として、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、Ｎａ２ＳＯ４、ＫＣｌ、及びＣｓ標準液を用い、以下の組成を含む水溶液を調製し、測定溶液とした。
【００８９】
Ｎａ    ：１７４０重量ｐｐｍ（ＮａＣｌ由来）
Ｍｇ    ：  ２３６重量ｐｐｍ
Ｃａ    ：    ８２重量ｐｐｍ
Ｎａ    ：  ２５２重量ｐｐｍ（Ｎａ２ＳＯ４由来）
Ｋ      ：    ６４重量ｐｐｍ
Ｃｓ    ：      １重量ｐｐｍ
（ここでＮａの合計の濃度は１９９２重量ｐｐｍである）
１Ｌの測定溶液に対し、０．０５ｇのシリコチタネートを添加し、これを、２５℃、８００ｒｐｍ、２４時間攪拌混合した。なお、シリコチタネートは、前処理として大気中、１００℃で１時間加熱した。混合後、測定溶液からシリコチタネートをろ別し、回収された測定溶液中のセシウム濃度を測定した。
【００９０】
吸着特性の評価後の測定溶液中のセシウム濃度は０．０８重量ｐｐｍであった。
【００９１】
吸着特性評価後の測定溶液の各成分濃度から、上記の式（１）よりセシウムのＫｄ、及び、上記の式（２）により除去率を求めた。
【００９２】
セシウムのＫｄは２３０，０００ｍＬ／ｇとなった。また、セシウムの除去率は９２％であった。
【００９３】
本実施例のシリコチタネートはセシウムのＫｄが１００，０００ｍＬ／ｇ以上であり、除去率が大きい。
【００９４】
実施例３
原料混合物を以下の組成となるようにしたこと以外は実施例１と同様な方法で結晶化物を得た。
【００９５】
Ｓｉ／Ｔｉモル比    ＝  １．１４
Ｎａ／Ｔｉモル比    ＝  ４．０
Ｈ２Ｏ／Ｔｉモル比  ＝  ８２
得られた原料混合物は無定形シリコチタネートゲルであり、結晶化時の圧力は０．８Ｍｐａであった。結晶化後の結晶化物を、冷却、ろ過、洗浄、及び乾燥して粉末状のシリコチタネートを得た。
【００９６】
得られたシリコチタネートのＸＲＤ図からはシチナカイト構造以外に帰属できるＸＲＤピークは確認されなかった。これにより本実施例のシリコチタネートはシチナカイト構造の単相であることが確認できた。本実施例のシリコチタネートのＸＲＤ図を図４に示す。
【００９７】
得られたシリコチタネートはＳｉ／Ｔｉモル比＝０．７２、Ｎａ／Ｔｉモル比＝１．２５であった。
【００９８】
実施例４
ケイ酸ソーダ（ＳｉＯ２；２９．１重量％）２０ｇ、硫酸チタン水溶液（ＴｉＯ２；１３．３１重量％）４６ｇ、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ；４８重量％）５０ｇ、及び、純水７７ｇを混合し、以下の組成からなる無定形シリコチタネートゲルを得た。
【００９９】
Ｓｉ／Ｔｉモル比    ＝  １．３１
Ｎａ／Ｔｉモル比    ＝  ３．３
Ｈ２Ｏ／Ｔｉモル比  ＝  ８２
得られた無定形シリコチタネートゲルに、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）粉末０．７３ｇを添加し、以下の組成の無定形シリコチタネートゲルからなる原料混合物を得た。
【０１００】
Ｓｉ／Ｔｉモル比    ＝  １．３１
Ｎａ／Ｔｉモル比    ＝  ３．３
Ｈ２Ｏ／Ｔｉモル比  ＝  ８２
Ｎｂ／Ｔｉモル比    ＝  ０．２
当該原料混合物を使用したこと以外は実施例１と同様な方法で原料混合物を結晶化させて結晶化物を得た。結晶化時の圧力は０．８ＭＰａであった。結晶化後の結晶化物を実施例１と同様な方法で、冷却、ろ過、洗浄、及び乾燥して粉末状のニオブ含有シリコチタネートを得た。
【０１０１】
得られたニオブ含有シリコチタネートのＸＲＤ図からはシチナカイト構造以外に帰属できるＸＲＤピークは確認されなかった。これにより本実施例のシリコチタネートはシチナカイト構造の単相であることが確認できた。本実施例のシリコチタネートのＸＲＤ図を図５に示す。
【０１０２】
得られたニオブ含有シリコチタネートはＳｉ／Ｔｉモル比＝０．６７、Ｎａ／Ｔｉモル比＝１．３５、及び、Ｎｂ／Ｔｉ＝０．１６であった。
【０１０３】
本実施例の粒子径分布の累積曲線を図６に示す。得られたニオブ含有シリコチタネートの平均粒子径は８．５μｍ、粒子径１０μｍでの累積値は５５％であった。
【０１０４】
本実施例のシリコチタネートのＳＥＭ観察像を図７に示す。
【０１０５】
（ストロンチウム吸着特性の評価）
実施例２と同様な方法で、ストロンチウムの選択的吸着特性の評価を行った。吸着特性の評価後の測定溶液のストロンチウム濃度は０．５０重量ｐｐｍ、また、海水成分であるカルシウム濃度は３９．５重量ｐｐｍ、マグネシウム濃度は１１５重量ｐｐｍであった。
【０１０６】
これより、上記（１）式より求めた各金属のＫｄは以下のとおりであった。
【０１０７】
ストロンチウム  ：  ２０，０００ｍＬ／ｇ
カルシウム      ：    ７，６００ｍＬ／ｇ
マグネシウム    ：    ５，２００ｍＬ／ｇ
また、上記（２）式より求めた各金属の除去率は以下のとおりであった。
【０１０８】
ストロンチウム  ：  ５０％
カルシウム      ：  ３．６％
マグネシウム    ：  ２．５％
これより、ストロンチウムのＫｄは１０，０００ｍＬ／ｇ以上であり、またカルシウム及びマグネシウムのＫｄよりも大きく、また、ストロンチウムの除去率がカルシウム及びマグネシウムの除去率よりも大きく，本実施例のシリコチタネートは、海水成分共存下でストロンチウム吸着選択性を有することが確認できた。
【０１０９】
Ｎｂを含有していない実施例２と比べると、ストロンチウムの除去率が大きく、海水成分共存下でストロンチウム吸着選択性に優れていることが確認できた。
【０１１０】
（セシウム吸着特性の評価）
得られたシリコチタネートについて、実施例２と同様な方法で、模擬海水からのセシウム選択的吸着特性の評価を行った。
【０１１１】
吸着特性の評価後の測定溶液中のセシウム濃度は０．０１１重量ｐｐｍであった。上記の式（１）よりセシウムのＫｄは１，８００，０００ｍｌ／ｇとなった。また、セシウムの除去率は９８．９％であった。
【０１１２】
セシウムのＫｄが上記の様に、非常に大きく、除去率も大きい。Ｎｂ含有の無い実施例２と比べると、実施例４は海水成分共存下でストロンチウムおよびセシウム除去率が大きく、ニオブ添加剤の性能効果を確認できた。
【０１１３】
実施例５
ケイ酸ソーダ（ＳｉＯ２；２９．１重量％）２０ｇ、オキシ硫酸チタン（ＴｉＯ２；１６．３重量％）７２ｇ、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ；４８重量％）５０ｇ、及び、純水７７ｇを混合し、以下の組成からなる無定形シリコチタネートゲルを得た。
【０１１４】
Ｓｉ／Ｔｉモル比    ＝  １．３４
Ｎａ／Ｔｉモル比    ＝  ３．３
Ｈ２Ｏ／Ｔｉモル比  ＝  ８２
得られた無定形シリコチタネートゲルに、水酸化ニオブ（Ｎｂ（ＯＨ）５）粉末０．９８ｇを添加し、以下の組成の無定形シリコチタネートゲルからなる原料混合物を得た。
【０１１５】
Ｓｉ／Ｔｉモル比    ＝  １．３４
Ｎａ／Ｔｉモル比    ＝  ３．３
Ｈ２Ｏ／Ｔｉモル比  ＝  ８２
Ｎｂ／Ｔｉモル比    ＝  ０．３５
当該原料混合物を使用したこと以外は実施例１と同様な方法で原料混合物を結晶化させて結晶化物を得た。得られた結晶化物を実施例１と同様な方法で、冷却、ろ過、洗浄、及び乾燥して粉末状のニオブ含有シリコチタネートを得た。
【０１１６】
得られたニオブ含有シリコチタネートのＸＲＤ図からはシチナカイト構造以外に帰属できるＸＲＤピークは確認されなかった。これにより本実施例のシリコチタネートはシチナカイト構造の単相であることが確認できた。本実施例のシリコチタネートのＸＲＤ図を図８に示す。
【０１１７】
得られたニオブ含有シリコチタネートはＳｉ／Ｔｉモル比＝０．７３、Ｎａ／Ｔｉモル比＝１．３５、及び、Ｎｂ／Ｔｉ＝０．３３であった。
【０１１８】
（ストロンチウムおよびセシウム吸着特性の評価）
得られたシリコチタネートについて模擬海水からのストロンチウムおよびセシウム選択的吸着特性の評価を行った。ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２及びＳｒ標準液とＣｓ標準液を用い、以下の組成を有する模擬海水を調製した。
【０１１９】
Ｎａ    ：９９６重量ｐｐｍ
Ｍｇ    ：１１８重量ｐｐｍ
Ｃａ    ：  ４１重量ｐｐｍ
Ｓｒ    ：    １重量ｐｐｍ
Ｃｓ    ：    １重量ｐｐｍ
１Ｌの模擬海水に対し０．０５ｇのシリコチタネートを添加し、これを、２５℃、８００ｒｐｍ、２４時間攪拌混合することで吸着特性の評価とした。
【０１２０】
吸着特性の評価後の模擬海水のストロンチウム濃度は０．６３重量ｐｐｍ、セシウム濃度は０．００８ｐｐｍ、また、カルシウム濃度は３９．５重量ｐｐｍ、マグネシウム濃度は１１５重量ｐｐｍであった。上記の式（１）より求めた各金属のＫｄは以下のとおりであった。
【０１２１】
ストロンチウム  ：          １２，０００ｍＬ／ｇ
セシウム        ：    ２，４００，０００ｍＬ／ｇ
カルシウム      ：            ５，０００ｍＬ／ｇ
マグネシウム    ：            ５，２００ｍＬ／ｇ
また、上記の（２）式より求めた各金属の除去率は以下のとおりであった。
【０１２２】
ストロンチウム  ：      ３７％
セシウム        ：  ９９．２％
カルシウム      ：    ３．７％
マグネシウム    ：    ２．５％
これより、ストロンチウムのＫｄは１０，０００ｍＬ／ｇ以上であり、セシウムのＫｄは１００，０００ｍＬ／ｇ以上であり、またカルシウム及びマグネシウムのＫｄよりも大きく、また、ストロンチウムおよびセシウムの除去率がカルシウム及びマグネシウムの除去率よりも大きく，本実施例のシリコチタネートは、海水成分共存下でストロンチウムおよびセシウム吸着選択性を有することが確認できた。
【０１２３】
模擬海水の組成は異なるが、Ｎｂを含有していない実施例２と比べると、ストロンチウムおよびセシウムの除去率が大きく、海水成分共存下でストロンチウムおよびセシウム吸着選択性に優れていることが確認できた。
【０１２４】
実施例６
原料混合物を以下の組成となるようにしたこと以外は実施例５と同様な方法で結晶化物を得た。
【０１２５】
Ｓｉ／Ｔｉモル比    ＝  １．０７
Ｎａ／Ｔｉモル比    ＝  ３．３
Ｈ２Ｏ／Ｔｉモル比  ＝  ８２
得られた無定形シリコチタネートゲルに、水酸化ニオブ（Ｎｂ（ＯＨ）５）粉末０．５６ｇを添加し、以下の組成の無定形シリコチタネートゲルからなる原料混合物を得た。
【０１２６】
Ｓｉ／Ｔｉモル比    ＝  １．０７
Ｎａ／Ｔｉモル比    ＝  ３．３
Ｈ２Ｏ／Ｔｉモル比  ＝  ８２
Ｎｂ／Ｔｉモル比    ＝  ０．２
当該原料混合物を使用したこと以外は実施例５と同様な方法で原料混合物を結晶化させて結晶化物を得た。得られた結晶化物を実施例５と同様な方法で、冷却、ろ過、洗浄、及び乾燥して粉末状のニオブ含有シリコチタネートを得た。
【０１２７】
得られたニオブ含有シリコチタネートのＸＲＤ図からはシチナカイト構造以外に帰属できるＸＲＤピークは確認されなかった。これにより本実施例のシリコチタネートはシチナカイト構造の単相であることが確認できた。本実施例のシリコチタネートのＸＲＤ図を図９に示す。
【０１２８】
得られたニオブ含有シリコチタネートはＳｉ／Ｔｉモル比＝０．６５、Ｎａ／Ｔｉモル比＝１．３４、及び、Ｎｂ／Ｔｉ＝０．１６であった。
【０１２９】
（ストロンチウムおよびセシウム吸着特性の評価）
得られたシリコチタネートについて模擬海水からのストロンチウムおよびセシウム選択的吸着特性の評価は実施例５と同様な方法で行った。
【０１３０】
吸着特性の評価後の模擬海水のストロンチウム濃度は０．６５重量ｐｐｍ、セシウム濃度は０．０１３重量ｐｐｍ、また、カルシウム濃度は３６．１重量ｐｐｍ、マグネシウム濃度は１１２重量ｐｐｍであった。上記の式（１）より求めた各金属のＫｄは以下のとおりであった。
【０１３１】
ストロンチウム  ：          １１，０００ｍＬ／ｇ
セシウム        ：    １，５００，０００ｍＬ／ｇ
カルシウム      ：            ２，３００ｍＬ／ｇ
マグネシウム    ：            １，０００ｍＬ／ｇ
また、上記の（２）式より求めた各金属の除去率は以下のとおりであった。
【０１３２】
ストロンチウム  ：      ３５％
セシウム        ：  ９８．７％
カルシウム      ：  １２．０％
マグネシウム    ：    ５．１％
これより、ストロンチウムのＫｄは１０，０００ｍＬ／ｇ以上であり、セシウムのＫｄは１，０００，０００ｍＬ／ｇ以上であり、またカルシウム及びマグネシウムのＫｄより大きく、また、ストロンチウムおよびセシウムの除去率がカルシウム及びマグネシウムの除去率よりも大きく，本実施例のシリコチタネートは、海水成分共存下でストロンチウムおよびセシウム吸着選択性を有することが確認できた。
【０１３３】
模擬海水の組成は異なるが、Ｎｂを含有していない実施例２と比べると、ストロンチウムおよびセシウムの除去率が大きく、海水成分共存下でストロンチウムおよびセシウム吸着選択性に優れていることが確認できた。
【０１３４】
比較例１
オルトケイ酸テトラエチル９ｇ、オルトチタン酸テトライソプロピル１０ｇを混合した後、これを水酸化ナトリム（ＮａＯＨ；４８重量％）溶液９ｇと水４９ｇの混合溶液に添加混合し、以下の組成を有する原料混合物を得た。
【０１３５】
Ｓｉ／Ｔｉモル比    ＝  １．３０
Ｎａ／Ｔｉモル比    ＝  ３．３
Ｈ２Ｏ／Ｔｉモル比  ＝  ８２
得られた原料組成物はシリコチタネートゲルであった。当該シリコチタネートゲルは、エチルアルコールが６．６重量％、及び、イソプロピルアルコールが７．５重量％を副生物として含んでいた。多量のアルコールを含むため、実施例と同様なオートクレーブを用いた１８０℃加熱による結晶化はできなかった。
【０１３６】
比較例２
硫酸チタン水溶液の代わりに酸化チタン（アナターゼ型ＴｉＯ２粉末）を用いたこと以外は、実施例１と同様に原料混合物、及び結晶化物を得た。得られた結晶化物を、冷却、ろ過、洗浄、及び乾燥して粉末状の生成物を得た。
【０１３７】
得られた粉末状の生成物のＸＲＤ図からは酸化チタンに帰属するピークが確認され、シチナカイト構造は確認されなかった。本比較例の生成物のＸＲＤ図を図１０に示す。
【０１３８】
なお、本比較例の原料混合物のＸＲＤ図から酸化チタン（アナターゼ型ＴｉＯ２粉末）のＸＲＤピーク及び結晶性のチタン酸化物のＸＲＤピークが確認された。これより、本比較例の原料混合物は結晶性のチタン酸化物混合物であり、シリコチタネートゲルではないことが確認できた。
【０１３９】
比較例３
オルトケイ酸テトラエチル９ｇ、オルトチタン酸テトライソプロピル１０ｇを混合した後、これを水酸化ナトリム（ＮａＯＨ；４８重量％）溶液９ｇと水４９ｇの混合溶液に添加混合し、以下の組成を有する原料混合物を得た。
【０１４０】
Ｓｉ／Ｔｉモル比    ＝  １．１８
Ｎａ／Ｔｉモル比    ＝  ３．８
Ｈ２Ｏ／Ｔｉモル比  ＝  ８２
得られた原料組成物はシリコチタネートゲルであった。当該シリコチタネートゲルは、エチルアルコールが６．５重量％、及び、イソプロピルアルコールが７．６重量％を副生物として含んでいた。副生アルコール除去処理としてオートクレーブ上部より窒素ガスを当該シリコチタネートゲル中に吹き込み、１２時間後、得られた無定形シリコチタネートゲルに、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）粉末０．７３ｇを添加し、以下の組成の無定形シリコチタネートゲルからなる原料混合物を得た。
【０１４１】
Ｓｉ／Ｔｉモル比    ＝  １．１８
Ｎａ／Ｔｉモル比    ＝  ３．８
Ｈ２Ｏ／Ｔｉモル比  ＝  ８２
Ｎｂ／Ｔｉモル比    ＝  ０．２
当該原料混合物を使用したこと以外は実施例１と同様な方法で原料混合物を結晶化させて結晶化物を得た。結晶化時の圧力は０．８ＭＰａであった。結晶化後の結晶化物を実施例１と同様な方法で、冷却、ろ過、洗浄、及び乾燥して粉末状のニオブ含有シリコチタネートを得た。
【０１４２】
得られたニオブ含有シリコチタネートのＸＲＤ図からはシチナカイト構造以外に帰属できるＸＲＤピークは確認されなかった。これにより本比較例のシリコチタネートはシチナカイト構造の単相であることが確認できた。本比較例のシリコチタネートのＸＲＤ図を図１１に示す。
【０１４３】
得られたニオブ含有シリコチタネートはＳｉ／Ｔｉモル比＝０．６６、Ｎａ／Ｔｉモル比＝１．２３、及び、Ｎｂ／Ｔｉ＝０．１７であった。
【０１４４】
本比較例の粒子径分布の累積曲線を図１２に示す。得られたニオブ含有シリコチタネートの平均粒子径は３．１μｍ、粒子径１０μｍでの累積値は９７％であった。
【０１４５】
（ストロンチウム吸着特性の評価）
得られたシリコチタネートについて模擬海水からのストロンチウムおよびセシウム選択的吸着特性の評価を行った。ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２及びＳｒ標準液とＣｓ標準液を用い、以下の組成を有する模擬海水を調製した。
【０１４６】
Ｎａ    ：  ９９６重量ｐｐｍ
Ｍｇ    ：  １１８重量ｐｐｍ
Ｃａ    ：    ４１重量ｐｐｍ
Ｓｒ    ：      １重量ｐｐｍ
Ｃｓ    ：      １重量ｐｐｍ
１Ｌの模擬海水に対し０．０５ｇのシリコチタネートを添加し、これを、２５℃、８００ｒｐｍ、２４時間攪拌混合することで吸着特性の評価とした。
【０１４７】
吸着特性の評価後の模擬海水のストロンチウム濃度は０．８５重量ｐｐｍ、セシウム濃度は０．３４ｐｐｍ、また、海水成分であるカルシウム濃度は３８．０重量ｐｐｍ、マグネシウム濃度は１１０重量ｐｐｍであった。これより、上記の式（１）より求めた各金属のＫｄは以下のとおりであった。
【０１４８】
ストロンチウム  ：    ３，５００ｍＬ／ｇ
セシウム        ：  ３９，０００ｍＬ／ｇ
カルシウム      ：    １，６００ｍＬ／ｇ
マグネシウム    ：    １，５００ｍＬ／ｇ
また、上記の（２）式より求めた各金属の除去率は以下のとおりであった
ストロンチウム  ：    １５％
セシウム        ：    ６６％
カルシウム      ：  ７．３％
マグネシウム    ：  ６．８％
これより、ストロンチウムのＫｄは１０，０００ｍＬ／ｇ未満であり、セシウムのＫｄも１００，０００ｍｌ／ｇ未満であり、本比較例のシリコチタネートは、海水成分共存下でストロンチウムおよびセシウム吸着選択性に劣ることを確認した。
【０１４９】
模擬海水の組成は異なるが、Ｎｂを含有する実施例４と比べても、ストロンチウムおよびセシウムのＫｄは低く、海水成分共存下でストロンチウムおよびセシウム吸着選択性に劣ると言える。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本発明は安価な原料を用いて、安全に生産、且つ汎用のオートクレーブを用いることができるシチナカイト構造を有するシリコチタネートを用いるセシウム又はストロンチウムの少なくともいずれかの吸着方法を提供するものである。このシリコタネートは、海水、地下水、汚染水に共存するセシウム、ストロンチウムなどの有害イオンを効率よく処理できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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