特開 2021-7941 放射性物質を除去するための捕集剤並びにその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-7941(P2021-7941A)

(43)【公開日】2021年1月28日

(54)【発明の名称】放射性物質を除去するための捕集剤並びにその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 20/02 20060101AFI20201225BHJP

   C02F 1/28 20060101ALI20201225BHJP

   C02F 1/58 20060101ALI20201225BHJP

   C02F 1/62 20060101ALI20201225BHJP

   G21F 9/10 20060101ALI20201225BHJP

   G21F 9/12 20060101ALI20201225BHJP

   B01J 20/24 20060101ALI20201225BHJP

   B01J 20/28 20060101ALI20201225BHJP

【ＦＩ】

   B01J20/02 A

   C02F1/28 A

   C02F1/28 F

   C02F1/28 B

   C02F1/58 J

   C02F1/62 Z

   G21F9/10 B

   G21F9/12 501B

   B01J20/24 B

   B01J20/28 A

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2020-155814(P2020-155814)

(22)【出願日】2020年9月16日

(62)【分割の表示】特願2015-242363(P2015-242363)の分割

【原出願日】2015年12月11日

(31)【優先権主張番号】特願2015-33431(P2015-33431)

(32)【優先日】2015年2月23日

(33)【優先権主張国】JP

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２６年度、独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構、革新的技術創造促進事業、「農林水産物由来のナノ材料の創成と応用の開拓」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】511163735

【氏名又は名称】ナノサミット株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504137912

【氏名又は名称】国立大学法人 東京大学

(74)【代理人】

【識別番号】240000316

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人 瓜生・糸賀法律事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂田 一郎

(72)【発明者】

【氏名】古月 文志

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 弘太郎

(72)【発明者】

【氏名】冨田 順

(72)【発明者】

【氏名】眞鍋 翔一

【テーマコード（参考）】

4D038

4D624

4G066

【Ｆターム（参考）】

4D038AA08

4D038AB06

4D038AB59

4D038AB63

4D038AB90

4D624AA04

4D624AB10

4D624AB15

4D624AB16

4D624BA14

4D624BA19

4D624BB01

4D624BB05

4D624CA06

4G066AA41B

4G066AA51B

4G066AA70D

4G066AC01B

4G066AC02D

4G066AC24D

4G066BA01

4G066BA11

4G066CA12

4G066CA45

4G066DA08

(57)【要約】

【課題】
汚染水等に含まれる放射性物質等の特定の化学物質を低減ないし除去するための捕集剤並びにこれを用いた方法及び装置を提供することを課題とする。また、プルシアンブルーやアルギン酸等の吸着剤を使用した場合の溶出問題を解決することを課題とする。さらに、以上の課題を低コストで実現することを課題とする。
【解決手段】
特定の化学物質に対して高い結合力ないし選択性を有する吸着剤（例えば、プルシアンブルーやアルギン酸等）とナノセルロースとを含む捕集剤、及び内側空間に吸着剤を充填した筒状珪藻土等の多孔質体とナノセルロース分散物とを含む捕集剤、並びにこれらの捕集剤を利用した方法及び装置。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

除去対象となる化学物質を含む汚染水又は除去対象となる化学物質が付着した固体から、当該化学物質を除去ないし低減する捕集剤であって、
当該捕集剤は、当該化学物質を吸着・保持することのできる吸着剤と、内側空間を有する筒状珪藻土であって当該内側空間に当該吸着剤が充填された筒状珪藻土と、ナノセルロース分散物とを含み、
当該吸着剤が、プルシアンブルー又はアルギン酸の少なくとも一方であり、
当該除去対象となる化学物質が、吸着剤がプルシアンブルーの場合はセシウムであり、吸着剤がアルギン酸である場合はストロンチウムであり、吸着剤がプルシアンブルーとアルギン酸の双方である場合はセシウム及びストロンチウムである、
捕集剤。

【請求項2】

請求項１記載の捕集剤を含むポリウレタン多孔質体。

【請求項3】

除去対象となる化学物質を含む汚染水又は除去対象となる化学物質が付着した固体から当該化学物質を除去ないし低減するための装置であって、請求項１記載の捕集剤又は請求項２記載のポリウレタン多孔質体を備えた装置。

【請求項4】

除去対象となる化学物質を除去ないし低減する方法であって、電解質の存在下で請求項１記載の捕集剤と当該化学物質との共凝集体を形成させる工程を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セシウム、ヨウ素、トリウム、又はストロンチウム等の化学物質を含む水（以下「汚染水」という。）に含まれる又は壁や床等の固体に付着した（以下、単に「汚染水等に含まれる」という。）これらの化学物質を低減ないし除去するために用いる捕集剤並びにこれを用いた方法及び装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

セシウム、ヨウ素、トリウム、又はストロンチウム等の化学物質、特にセシウム１３７、ヨウ素１３１、ストロンチウム９０等の放射性物質によって汚染された水から、これらの放射性物質を除去ないし低減する手段として、これらの放射性物質を取り込むように設計されたゼオライトを用いる技術がある（例えば、特許文献１参照）。
また、ゼオライトよりもセシウムに対して高い結合力及び選択性を有するプルシアンブルー並びにその類似化合物を用いる技術や、ストロンチウムに対して高い結合力を示すアルギン酸のような高分子多糖類を用いる技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【0003】

しかしながら、ゼオライトは選択性が低いため、これを用いる方法による場合には目詰まりしたゼオライトを頻繁に交換しなければならず高コストになってしまい、さらには、低減ないし除去の対象となる化学物質が放射性物質である場合には、交換作業は容易ではないという問題がある。他方で、プルシアンブルー及びその類似化合物を使用する場合やアルギン酸のような高分子多糖類を使用する場合には、ナノサイズでありかつ親水性が高いため水に溶出しやすいという問題（以下「溶出問題」という。）がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２００７−５２６１１０号公報

【特許文献2】特開２０１３−５７５７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、汚染水等に含まれる放射性物質等の特定の化学物質（例えば、セシウム、トリウム、ストロンチウム、ヨウ素等）を低減ないし除去するための、捕集剤並びにこれを用いた方法及び装置を提供することを課題とする。また、プルシアンブルーやアルギン酸等の吸着剤を使用した場合の溶出問題を解決することを課題とする。さらに、以上の課題を低コストで実現することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者は、溶出問題の原因は、プルシアンブルー及びその類似化合物がナノサイズであることや親水性が高いことにあるであろうとの考察の下、特定の化学物質（例えば、セシウム、トリウム、ストロンチウム、ヨウ素等）に対して高い結合力ないし選択性を有する吸着剤（例えば、プルシアンブルーやアルギン酸等）とナノセルロース分散物とを含む捕集剤により特定の化学物質を吸着・保持することで、汚染水等に含まれる特定の化学物質を低減ないし除去できることを見いだし、本発明を完成した。また、内側空間に吸着剤を充填した筒状珪藻土等の多孔質体とナノセルロース分散物とを含む捕集剤により、特定の化学物質を吸着・保持することで、汚染水等に含まれる特定の化学物質を低減ないし除去できることを見いだし、本発明を完成した。
さらに、吸着剤とナノセルロース分散物とを含む捕集剤又は内側空間に吸着剤を充填した筒状珪藻土等の多孔質体とナノセルロース分散物とを含む捕集剤を用いることで、プルシアンブルーやアルギン酸等の吸着剤を使用した場合の溶出問題を解決できることを見いだし、本発明を完成した。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、汚染水等に含まれる特定の化学物質を吸着・保持することで、汚染水等に含まれる特定の化学物質を低減ないし除去することができる。例えば、セシウム、トリウム、ストロンチウム、又はヨウ素、特に、放射性物質セシウムや放射性ストロンチウムによって汚染された汚染水中の放射性物質を、吸着・保持することで取り除くことができる。また、本発明によれば、吸着剤としてプルシアンブルーやアルギン酸等を使用した場合の溶出問題を低減ないし防ぐことができる。さらに、本発明によれば、以上の効果を低コストで実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、筒状珪藻土中にプルシアンブルーを充填した後の状態を示す電子顕微鏡写真である。

【図2】図２は、図１と同様の電子顕微鏡写真である。

【図3】図３は、本発明の捕集剤に用いる筒状珪藻土を示す電子顕微鏡写真である。

【図4】図４は、本発明の捕集剤に用いる筒状珪藻土の内側空間を示す電子顕微鏡写真である。

【図5】図５は、プルシアンブルー／ナノセルロース捕集剤の電子顕微鏡写真である。

【図6】図６は、本発明の捕集剤２を示す電子顕微鏡写真である。

【図7】図７は、図６と同様の電子顕微鏡写真である。

【図8】図８は、プルシアンブルー／ナノセルロースポリウレタンスポンジの電子顕微鏡写真である。

【図9】図９は、プルシアンブルー／ナノセルロース／珪藻土がポリウレタンスポンジに取り込まれている状態を示す電子顕微鏡写真である。

【図10】図１０は、各溶液ごとの紫外可視吸収スペクトル測定結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態を説明する。ただし、以下の実施形態は、発明内容の理解を助けるためのものであり、本発明を限定するものではない。

【0010】

＜捕集剤１＞
本発明における捕集剤の一例としては、ナノセルロース分散物とプルシアンブルーとを含む捕集剤１がある。

【0011】

本発明におけるナノセルロースとは、市販のセルロース（α-セルロース、酢酸セルロース等）を、アトライター、ボールミル、サンドミル、ビーズミル等の微細化処理装置を用いて平均の長さが１０μｍから１０００μｍ程度であり平均の直径が１ｎｍから８００ｎｍ程度になるまで微細化したものを意味する。また、本発明におけるナノセルロース分散物は、市販のセルロース（α-セルロース、酢酸セルロース等）を、イオン交換水又はその他の分散媒体と共に、アトライター、ボールミル、サンドミル、ビーズミル等の微細化処理装置を用いて、溶媒内にセルロースを分散させる処理（以下「分散処理」という。）をすることで得ることができる。ナノセルロース分散物の分散媒体としては、親水性溶媒を使用することができ、例えば、水、メタノール、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンを使用することができる。また、分散処理は、例えば、ナノセルロースとイオン交換水を、セルロースがイオン交換水に対して０．０１〜１０ｗｔ％の量比になるように調整し、アトライター、ボールミル、サンドミル、ビーズミル等を用いて混合することによって調製することができる。なお、ここでいう「分散」とは、溶解や懸濁を含む広義の分散を意味し、例えば、ナノセルロースが全て溶解している態様、全て懸濁している態様、一部が溶解し一部が懸濁している態様等を意味する。

【0012】

本発明で利用するプルシアンブルーとして、ヘキサシアノ鉄（II）塩化鉄（III）、フェロシアン化鉄（III）又はフェロシアン化鉄（II）と呼ばれるシアノ錯体やこれらの類似体を利用することができる。セシウムイオン等の特定の化学物質に対して高い結合定数を有しセシウムイオン等と錯体ないし疑似錯体を形成することができる性質を有すればよく、特定の配位状態や配位数を持つ錯体には限定されない。また、本発明で利用するプルシアンブルーとしては、その平均の粒径が１ｎｍ〜２００ｎｍであれば良いが、１０ｎｍ〜２０ｎｍであることが好ましい。

【0013】

本発明における特定の化学物質とは、水中や土中に含まれる化学物質を意味し、例えば、セシウム、トリウム、ストロンチウム、ヨウ素が挙げられ、特に、放射性物質セシウム、放射性トリウム、放射性ストロンチウム、放射性ヨウ素が挙げられる。
また、本発明における吸着剤とは、上記特定の化学物質に対して高い結合力ないし選択性を有し、当該化学物質を吸着・保持することのできる物質を意味し、例えば、プルシアンブルーやアルギン酸等が挙げられる。

【0014】

本発明における捕集剤１は、前記ナノセルロース分散物の濃度が０．０１〜１０ｗｔ％及びプルシアンブルー（MW = ８５９．２３ｇ／ｍｏｌ）の濃度が１．０ｍＭ〜０．５Ｍとなるように、かつ、分散処理前のナノセルロース１重量部に対してプルシアンブルーを０．１〜１００質量部の比率で適当な媒体中で調製することができる。さらに、好ましくは水中で混合することで調製することができる。混合工程には特別な条件を必要とはせず、例えば、混合物全量が１０リットルの場合は、４℃〜４５℃で、３０〜１２０分間の範囲で適宜調整することができる。このようにして調製される捕集剤１は、プルシアンブルーとナノセルロースのコロイド溶液として表すこともできる。

【0015】

＜捕集剤２＞
本発明における捕集剤の別の態様は、内側空間を有する多孔質体であってその内側空間にプルシアンブルー若しくはアルギン酸を充填した多孔質体又はプルシアンブルー及びアルギン酸双方を充填した多孔質体と、ナノセルロース分散物とを含む捕集剤２である。
プルシアンブルーを充填した筒状珪藻土等の多孔質体とアルギン酸を充填した筒状珪藻土等の多孔質体を混合したものをナノセルロース分散物と混合してもよいし、これら２種の筒状珪藻土等の多孔質体とプルシアンブルー及びアルギン酸を充填した筒状珪藻土等の多孔質体とを混合したものを、ナノセルロース分散物と混合してもよい。

【0016】

捕集剤２における多孔質体としては、市販の珪藻土、活性炭等を用いることができ、特に、筒状珪藻土が好ましく、活性炭は竹炭由来であることが好ましい。また、これらの多孔質体を複数種類用いても良い。

【0017】

捕集剤２は、図３や図４に示されるような筒状珪藻土の内側空間にナノサイズのプルシアンブルー若しくはアルギン酸又はプルシアンブルー及びアルギン酸双方を充填した筒状珪藻土と、ナノセルロース分散物とを混合することにより形成される。
例えば、塩化鉄（III）／筒状珪藻土混合液に対して、フェロシアン化ナトリウム水溶液（Ｎａ_４Ｆｅ（ＣＮ）_６）を滴下しながら攪拌を行うことで、プルシアンブルー／筒状珪藻土混合液を作製し、これにナノセルロース分散物を混合した上で適宜炭酸水素ナトリウム水溶液等を添加して中性に調整し撹拌を行うことで、筒状珪藻土内部にプルシアンブルーが充填された捕集剤２（図６参照）を調製することができる。
また、塩化鉄（III）／ナノセルロース混合液に対して、フェロシアン化ナトリウム水溶液（Ｎａ_４Ｆｅ（ＣＮ）_６）を滴下しながら攪拌を行うことで、プルシアンブルー／ナノセルロース混合液を作製し、その後、プルシアンブルー／ナノセルロース混合液に対して、適宜炭酸水素ナトリウム等を添加して中性に調整して攪拌を行いプルシアンブルー／ナノセルロース溶液を作製後、さらに筒状珪藻土を追加し、混合・攪拌を行うことにより、筒状珪藻土内部にプルシアンブルー／ナノセルロースが充填された捕集剤２を調製することもできる。

【0018】

筒状珪藻土とプルシアンブルー／ナノセルロースとの混合は、筒状珪藻土１〜２０ｇに対して、プルシアンブルー／ナノセルロース混合液（プルシアンブルー（ＦｅＣｌ_３）とフェロシアン化ナトリウム（Ｎａ_４Ｆｅ（ＣＮ）_６）との反応によって形成されるものであり、プルシアンブルーの濃度が１．０ｍＭ〜０．５Ｍのもの）１〜２０ｇを加える形で調製すればよい。

【0019】

筒状珪藻土の端部開口部分（一端のみが開口している場合を含む。）は、ナノセルロース分散物によって蓋がされ、筒内部のプルシアンブルー又はアルギン酸高分子の流出が抑制されることで充填状態が維持されるものと考えられる。一方で、筒状珪藻土の外周部にはナノサイズの微細孔が多数形成されているところ、ナノセルロース間の隙間及び筒状珪藻土の外周の微細孔が、水又は放射性物質が筒内部を通過するチャンネルとなっているものと考えられる。また、筒内部のプルシアンブルー又はアルギン酸高分子は、筒内部に納まる程度に小さくなっているため、表面積がより大きくなりセシウムやストロンチウムとの接触面積が増えることで、吸着量が平衡状態に至るまでの時間が短くなるものと考えられる。

【0020】

＜共凝集体の生成＞
本発明では、電解質の存在下で共凝集物を形成させることで、汚染水等に含まれる放射性物質等の特定の化学物質を低減ないし除去することができる。本発明における電解質は、放射性物質等の特定の化学物質を含む溶液中に予め含まれている電解質であっても、放射性物質等の特定の化学物質を含む溶液に別途添加される電解質であってもよい。また、例えば、放射性物質の冷却に純水その他の塩を含まない溶液が用いられた場合には、回収される汚染水に適当量の電解質、例えば、塩化ナトリウムやホウ酸等を添加することで、本発明の対象となる溶液とすることができる。

【0021】

本発明において溶液の電解質濃度は、天然の海水における塩濃度よりも高い範囲でも良く、例えば、溶液の重量％が３％以上となっても良い。また、本発明は、電解質を加えたり、電解質を含まない水を加えたりして、溶液中の塩濃度を調節する工程を含んでいてもよい。

【0022】

本発明で用いられる捕集剤１又は捕集剤２は、セシウム等の特定の化学物質を含む溶液と、容積比１：１００〜１：１００００で適当な容器（例えば、タンク、槽等）内で混合することで、溶液中のセシウム等の特定の化学物質を捕捉してフロック状の共凝集物を形成させることができる。混合には特別の条件や手段を必要とはしないが、約１５℃〜１００℃、５分間〜１時間の範囲で適宜調整して混合すればよく、必要に応じて攪拌を行なってもよい。

【0023】

捕集剤１又は捕集剤２とセシウムとの共凝集物の分離は、沈降沈殿濾過による分離の他、バブルによる浮上、吸着、遠心分離、又はそれらの組合せ等、共凝集物を溶液から分離する方法によって行うことができる。共凝集物を分離して得られる溶液は、共凝集物形成前の状態からセシウム濃度が低減された溶液として回収できる。

【0024】

本発明における捕集剤、特に、捕集剤２は、ミクロンサイズの捕集剤を流出させない程度のフィルタによって両端を覆った筒状部材内への充填物として利用することができる。捕集剤が充填された筒状部材に汚染水を流通させることにより、汚染水に含まれる放射性物質等の濃度を低減ないし除去することができる。

【0025】

＜セシウム除去用ウレタン多孔質体１＞
本発明では、捕集剤１を含むウレタン多孔質体を用いて、汚染水等に含まれる特定の化学物質を吸着・保持して、汚染水等に含まれる特定の化学物質の濃度を低減ないし除去することができる。

【0026】

ウレタン多孔質体１は、捕集剤１とウレタンモノポリマーを混合した後、ポリウレタンを公知の方法で発泡させることで作製することができる。捕集剤１とウレタンモノポリマーは、重量比で５〜５０％で混合することが好ましい。

【0027】

＜セシウム除去用ウレタン多孔質体２＞
本発明では、捕集剤２を含むウレタン多孔質体を用いて、汚染水等に含まれる特定の化学物質を吸着・保持して、汚染水等に含まれる特定の化学物質の濃度を低減ないし除去することができる。

【0028】

ウレタン多孔質体２は、捕集剤２とウレタンモノポリマーを混合した後、ポリウレタンを公知の方法で発泡させることで作製することができる。

【0029】

捕集剤２とウレタンモノポリマーとは重量比で５〜５０％で混合することが好ましい。

【0030】

＜ヨウ素除去用ウレタン多孔質体３＞
本発明は、セシウムやストロンチウム等の特定の化学物質の濃度を低減ないし除去する工程と前後若しくは並行して、汚染水等に含まれるヨウ素濃度を低減ないし除去する工程を含んでいてもよい。この工程は、ナノセルロース分散物及び珪藻土を含むウレタン多孔質体にヨウ素を含む溶液を流通させることで行うことができ、セシウムやストロンチウム等の特定の化学物質の濃度を低減ないし除去する前後いずれの溶液に対しても行うことができる。

【0031】

捕集剤１、捕集剤２、及び前記の３種類のウレタン多孔質体１ないし３は、いずれも適当な径の管、筒、棟等の液体が流通可能な適当な容器に充填して使用することができる。また、放射性物質等を除染するための装置の一部として使用することもできる。

【実施例】

【0032】

以下、本発明の実施例及び比較例を説明する。ただし、以下の実施例及び比較例は、発明の内容の理解を助けるためのものであり、本発明を限定するものではない。

【0033】

＜セシウムの除去実験＞
（実施例１）
プルシアンブルー／ナノセルロース捕集剤によるセシウムの除去
１）ナノセルロース分散液の調製
１リットルのイオン交換水に、５０ｇの市販のセルロース粉末を加え、セルロースの粒が目視できない程度になるまで十分に分散処理を行い、ナノセルロース分散液を得た。

【0034】

２）塩化鉄（III）／ナノセルロース混合液の調製
０．９６Ｍ塩化鉄（III）１００ｍｌに対して、上記１）のナノセルロース分散液１００ｍｌを添加・攪拌し、塩化鉄（III）／ナノセルロース混合液を調製した。

【0035】

３）プルシアンブルー／ナノセルロース混合液の調製
０．７２Ｍフェロシアン化ナトリウム１００ｍｌを上記２）で調製した塩化鉄（III）／ナノセルロース混合液に添加して攪拌を行い、プルシアンブルー／ナノセルロース混合液を調製した。次に、このプルシアンブルー／ナノセルロース混合液に対して、０．９６Ｍに調製した炭酸水素ナトリウム１００ｍｌを添加して攪拌を行い、中性に調整したプルシアンブルー／ナノセルロース混合液を得た。

【0036】

４）プルシアンブルー／ナノセルロースポリウレタンスポンジの作製
上記３）で調製したプルシアンブルー／ナノセルロース混合液１５ｇ及び整泡剤０．４ｍｌを、ポリウレタン５０ｇへ添加した。添加後、攪拌を行うことで発泡させ、スポンジを作製した。

【0037】

５）セシウムの除去
イオン交換水にセシウムを混合しセシウムイオン濃度が１０ｐｐｍとなるように調製したセシウム溶液４０ｍｌに対して、プルシアンブルー／ナノセルロースポリウレタンスポンジ０．８０ｇを添加し、２０℃で４８時間連続攪拌を実施した。その結果として得られた溶液中のセシウムイオン濃度を測定したところ、セシウムの除去率は約８８％であった。

【0038】

（実施例２）
プルシアンブルー／ナノセルロース捕集剤が充填された筒状珪藻土によるセシウムの除去
１）塩化鉄(III）／筒状珪藻土混合物の調製
０．２４Ｍに調整した塩化鉄（III）・六水和物４００ｍｌに対して、筒状珪藻土を７５ｇ添加・撹拌し、乾燥させ、塩化鉄(III）／筒状珪藻土混合物を得た。

【0039】

２）プルシアンブルー／筒状珪藻土混合物の調製
０．１８Ｍに調整したフェロシアン化ナトリウム・十水和物４００ｍｌに対して、上記１）の塩化鉄(III）／筒状珪藻土混合物を徐々に添加し、撹拌を行い、得られたプルシアンブルー／筒状珪藻土混合液を乾燥させ、プルシアンブルー／筒状珪藻土混合物を得た。

【0040】

３）プルシアンブルー／筒状珪藻土／ナノセルロース混合液の調製
実施例１と同様に調製したナノセルロース分散液１００ｍｌに対して、上記２）で得たプルシアンブルー／筒状珪藻土混合物７５ｇを徐々に添加し、混合させ、プルシアンブルー／筒状珪藻土／ナノセルロース混合液を調製した。次に、このように調製したプルシアンブルー／筒状珪藻土／ナノセルロース混合液５ｇに対して、０．９６Ｍに調製した炭酸水素ナトリウム水溶液５ｍｌを添加し混合させ、プルシアンブルー／筒状珪藻土／ナノセルロース混合液を中性に調整した。

【0041】

５）プルシアンブルー／筒状珪藻土／ナノセルロースポリウレタンスポンジの作製
上記３）で調製したプルシアンブルー／筒状珪藻土／ナノセルロース混合液１０ｇ、整泡剤０．４ｍｌ、及びイオン交換水２０ｍｌをポリウレタン４０ｇへ添加した。添加後、攪拌を行うことで発泡させ、スポンジを作製した。

【0042】

６）セシウムの除去
イオン交換水にセシウムを混合しセシウムイオン濃度が１０ｐｐｍとなるように調製したセシウム溶液４０ｍｌに対して、上記５）で調製したプルシアンブルー／ナノセルロース／筒状珪藻土ポリウレタンスポンジ０．８０ｇを添加し、２０℃で４８時間連続攪拌を実施した。その結果として得られた溶液中のセシウムイオン濃度を測定したところ、セシウムの除去率は約８３％であった。

【0043】

＜プルシアンブルーの溶出確認実験＞
＜実施例３＞
実施例１と同様に作製したプルシアンブルー／ナノセルロースポリウレタンスポンジ０．８０ｇを、イオン交換水４０ｍｌに添加し、２０℃で、３００ｒｐｍで２４時間連続攪拌を実施した。そして、スポンジ取り出した後、残った溶液を紫外可視分光計（UV-Vis）で測定した。

【0044】

＜実施例４＞
実施例２と同様に作製したプルシアンブルー／筒状珪藻土／ナノセルロースポリウレタンスポンジ０．８０ｇを、イオン交換水４０ｍｌに添加し、２０℃で、３００ｒｐｍで２４時間連続攪拌を実施した。そして、スポンジ取り出した後、残った溶液を紫外可視分光計（UV-Vis）で測定した。

【0045】

＜比較例１＞
プルシアンブルー溶液に炭酸水素ナトリウムを添加することにより、中性に調整したプルシアンブルー溶液を得た。その後、調製したプルシアンブルー溶液１５ｇ及び整泡剤０．４ｍｌを、ポリウレタン５０ｇへ添加した。添加後、攪拌を行うことで発泡させ、プルシアンブルーを含むポリウレタンスポンジを作製した。

【0046】

作製したプルシアンブルーを含むポリウレタンスポンジ０．８０ｇを、イオン交換水４０ｍｌに添加し、２０℃で、３００ｒｐｍで２４時間連続攪拌を実施した。そして、スポンジ取り出した後、残った溶液を紫外可視分光計（UV-Vis）で測定した。

【0047】

＜比較例２＞
プルシアンブルー溶液に炭酸水素ナトリウムを添加することにより、中性に調整したプルシアンブルー溶液を得た。その後、調製されたプルシアンブルー溶液３．４ｇに対して、筒状珪藻土６．６ｇを添加して攪拌を行い、プルシアンブルー／筒状珪藻土混合液を調製した。調製したプルシアンブルー／筒状珪藻土混合液１０ｇ、整泡剤０．４ｍｌ、及びイオン交換水２０ｍｌをポリウレタン４０ｇへ添加後、攪拌を行うことで発泡させ、プルシアンブルー及び筒状珪藻土を含むポリウレタンスポンジを作製した。

【0048】

作製したプルシアンブルー及び筒状珪藻土を含むポリウレタンスポンジ０．８０ｇを、イオン交換水４０ｍｌに添加し、２０℃で、３００ｒｐｍで２４時間連続攪拌を実施した。そして、スポンジ取り出した後、残った溶液を紫外可視分光計（UV-Vis）で測定した。

【0049】

図１０のとおり、比較例１及び比較例２では、６８０ｎｍ付近にブロードなピークが現れている。このブロードなピークは、Fe−Fe間電荷移動吸収として知られており、プルシアンブルーを示すピークである。すなわち、比較例１及び比較例２では、プルシアンブルーがスポンジから溶出していることが確認できた。これに対し、実施例３及び実施例４では、６８０ｎｍ付近にブロードなピークが現れず、プルシアンブルーがスポンジから溶出していないことが確認された。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】