特開 2024-141057 フレキシブルイオン吸着電極及びその作製方法、並びに汚染土壌浄化装置及び汚染土壌浄化方法

(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】P2024141057

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】フレキシブルイオン吸着電極及びその作製方法、並びに汚染土壌浄化装置及び汚染土壌浄化方法

(51)【国際特許分類】

   B09C 1/00 20060101AFI20241003BHJP

   B01D 57/02 20060101ALI20241003BHJP

   B03C 5/00 20060101ALI20241003BHJP

   B01J 20/18 20060101ALI20241003BHJP

   B01J 20/28 20060101ALI20241003BHJP

   B01J 20/30 20060101ALI20241003BHJP

   C02F 1/28 20230101ALI20241003BHJP

   G21F 9/28 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

B09C1/00 ZAB

B01D57/02

B03C5/00 Z

B01J20/18 B

B01J20/28 Z

B01J20/30

C02F1/28 B

G21F9/28 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023052496

(22)【出願日】2023-03-29

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｄｐｉ．ｃｏｍ／２０７５－４７０１／１３／２／３２０，令和５年２月４日

(71)【出願人】

【識別番号】504409543

【氏名又は名称】国立大学法人秋田大学

(71)【出願人】

【識別番号】505089614

【氏名又は名称】国立大学法人福島大学

(71)【出願人】

【識別番号】000001890

【氏名又は名称】三和テッキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100128277

【弁理士】

【氏名又は名称】專徳院 博

(72)【発明者】

【氏名】カビール ムハムドゥル

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 理夫

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 友祐

(72)【発明者】

【氏名】岩田 光司

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 貴広

【テーマコード（参考）】

4D004

4D054

4D624

4G066

【Ｆターム（参考）】

4D004AA41

4D004AB03

4D004AB09

4D004AC07

4D004CA44

4D004CA47

4D004CC06

4D004CC11

4D004DA03

4D004DA11

4D004DA20

4D054FA06

4D054FA10

4D054FB20

4D624AA04

4D624AB15

4D624AB16

4D624BA07

4D624BB03

4D624BC01

4G066AA04D

4G066AA61B

4G066AC01D

4G066AC07D

4G066BA36

4G066BA38

4G066CA12

4G066CA45

4G066CA46

4G066CA47

4G066CA50

4G066DA08

4G066DA15

4G066FA03

4G066FA21

4G066FA25

4G066FA38

(57)【要約】

【課題】従来のフレキシブルイオン吸着電極に比較して性能及び再現性に優れるフレキシブルイオン吸着電極及びその作製方法を提供する。
【解決手段】水、導電材、吸着材、バインダーを混合する混合工程、前記混合工程を経て得られる混合物を脱水し固形化させる固形化工程、固形化物を圧縮する圧縮工程、圧縮された固形化物を乾燥させる仕上げ工程を備えるフレキシブルイオン吸着電極の作製方法において、前記固形化工程と前記圧縮工程との間に、固形化物を乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥工程を経て得られる乾燥した固形化物を水に浸漬し軟化させる軟化工程と、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水、導電材、吸着材、バインダーを混合する混合工程、前記混合工程を経て得られる混合物を脱水し固形化させる固形化工程、固形化物を圧縮する圧縮工程、圧縮された固形化物を乾燥させる仕上げ工程を備えるフレキシブルイオン吸着電極の作製方法において、
前記固形化工程と前記圧縮工程との間に、
固形化物を乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥工程を経て得られる乾燥した固形化物を水に浸漬し軟化させる軟化工程と、
を含むことを特徴とするフレキシブルイオン吸着電極の作製方法。

【請求項2】

前記フレキシブルイオン吸着電極は、水平電極式動電法において使用するマット状の電極であり、
前記導電材がくん炭、前記吸着材がゼオライト、前記バインダーがアバカ及びでんぷん粉であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルイオン吸着電極の作製方法。

【請求項3】

前記混合工程が、
熱湯、前記でんぷん粉、前記ゼオライト、前記アバカを撹拌混合する第１混合工程と、
前記第１混合工程で得られる混合物と前記くん炭とを撹拌混合する第２混合工程と、
を含み、
前記第２混合工程の撹拌速度が前記第１混合工程の撹拌速度に比較して低速であることを特徴とする請求項２に記載のフレキシブルイオン吸着電極の作製方法。

【請求項4】

前記混合工程前に前記導電材を乾燥させる前処理工程を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のフレキシブルイオン吸着電極の作製方法。

【請求項5】

くん炭、ゼオライト、アバカ及びでんぷん粉が混合されマット状に成形されたフレキシブルイオン吸着電極であって、
濃度５００ｐｐｂの非放射性セシウム溶液に浸漬し測定した該フレキシブルイオン吸着電極の単位重量当たりの吸着量が５０～６５ｍｇ／ｋｇであり、
湿潤状態において１０Ｖ直流電圧を印加し測定した該フレキシブルイオン吸着電極の導電率が５０００～７０００μＳ／ｍであり、
長辺９７ｍｍ×短辺６８ｍｍ×厚さ６ｍｍの寸法の該フレキシブルイオン吸着電極の長辺の一端から他端に向け１０ｍｍ幅で固定し、長辺の他端を７０ｇの荷重で引き上げたときの持ち上がり高さが７０～８０ｍｍであることを特徴とするフレキシブルイオン吸着電極。

【請求項6】

処理対象である汚染土壌の表面に載置される、請求項１から４のいずれか１項に記載のフレキシブルイオン吸着電極の作製方法により得られるフレキシブルイオン吸着電極又は請求項５に記載のフレキシブルイオン吸着電極を備え、
動電現象により前記フレキシブルイオン吸着電極に前記汚染土壌中の汚染物質を吸着させ、前記汚染土壌を浄化することを特徴とする汚染土壌浄化装置。

【請求項7】

前記フレキシブルイオン吸着電極と、
前記フレキシブルイオン吸着電極とは異なる電極と、
前記フレキシブルイオン吸着電極と前記電極との間に直流電圧を印加する直流電圧印加手段と、
を備え、
前記フレキシブルイオン吸着電極と前記電極との間に直流電圧が印加され前記動電現象が生じることを特徴とする請求項６に記載の汚染土壌浄化装置。

【請求項8】

前記電極が電極杭であり、
前記電極杭は、前記汚染土壌中に差し込まれることを特徴とする請求項７に記載の汚染土壌浄化装置。

【請求項9】

さらに前記汚染土壌及び／又は前記フレキシブルイオン吸着電極を湿潤させる給水手段を備えることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の汚染土壌浄化装置。

【請求項10】

前記汚染物質が、重金属類及び放射性セシウムのうち１種又は２種以上であることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の汚染土壌浄化装置。

【請求項11】

請求項６から１０のいずれか１項に記載の汚染土壌浄化装置を使用し、前記フレキシブルイオン吸着電極に前記汚染土壌中の汚染物質を吸着させ、前記汚染土壌を浄化することを特徴とする汚染土壌浄化方法。

【請求項12】

請求項１から４のいずれか１項に記載のフレキシブルイオン吸着電極の作製方法により得られるフレキシブルイオン吸着電極又は請求項５に記載のフレキシブルイオン吸着電極を汚染物質の吸着材として使用する汚染土壌の浄化方法であって、
前記フレキシブルイオン吸着電極を処理対象である汚染土壌と接触させ、前記汚染土壌中の汚染物質を吸着させ、前記汚染土壌を浄化することを特徴とする汚染土壌浄化方法。

【請求項13】

前記汚染土壌及び／又は前記フレキシブルイオン吸着電極が湿潤状態であることを特徴とする請求項１２に記載の汚染土壌浄化方法。

【請求項14】

前記汚染物質が、重金属類及び放射性セシウムのうち１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の汚染土壌浄化方法。

【請求項15】

請求項１から４のいずれか１項に記載のフレキシブルイオン吸着電極の作製方法により得られるフレキシブルイオン吸着電極又は請求項５に記載のフレキシブルイオン吸着電極を汚染物質の吸着材として使用する汚染水の浄化方法であって、
前記フレキシブルイオン吸着電極を処理対象である汚染水と接触させ、前記汚染水中の汚染物質を吸着させ、前記汚染水を浄化することを特徴とする汚染水浄化方法。

【請求項16】

前記汚染水が、前記汚染物質を含有する排水又は廃液であることを特徴とする請求項１５に記載の汚染水浄化方法。

【請求項17】

前記汚染物質が、重金属類及び放射性セシウムのうち１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の汚染水浄化方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水平電極式動電法において使用する電極及びその作製方法に関する。

【背景技術】

【0002】

原位置で汚染土壌を浄化する方法として、動電現象（界面動電現象）を利用した動電学的手法が知られている。動電学的手法は、湿潤状態の土壌に直流電圧を印加することで土壌中の重金属を電極近傍に集める手法である。従来の動電学的手法は、電極を一定間隔で土壌に挿入し、電極間に直流電圧を印加することで界面動電現象を誘起し、汚染物質を電界方向に移動させ土壌から除去する。

【0003】

従来の動電学的手法は、広範囲の原位置処理が困難であり、また排水による二次汚染の発生が懸念されるとし、従来の動電学的手法を改善した水平電極式動電法（ＦＥＭ－ＥＫ法）が開発されている。水平電極式動電法の代表例を示せば、電極にマット状の電極と棒状電極とを用い、マット状の電極を陰極として土壌表面に密着させ、棒状電極を陽極として土壌中に挿入し垂直方向で動電処理を行う（例えば特許文献１，非特許文献１参照）。

【0004】

水平電極式動電法において使用するマット状の電極には、汚染物質の吸着性、導電性及びフレキシブル性を有することが必要条件となり、非特許文献１には当該電極の作製方法及び電極の評価結果が記載されている。以下、この電極をフレキシブルイオン吸着電極と記す。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７－１３６５１５号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】畠山喜考ら、「天然ゼオライトとくん炭を用いたフレキシブルイオン吸着電極の作製」、静電気学会誌、４１，２（２０１７）１１１－１１６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記のとおりフレキシブルイオン吸着電極には、優れた吸着性、導電性、フレキシブル性が要求されており、これまでにも各性能を高めるための取り組みもなされている。例えば、フレキシブルイオン吸着電極を作製する工程に圧縮工程を組み込むことでフレキシブル性が高まるとの報告もある。しかしながら従来のフレキシブルイオン吸着電極は、性能が十分とはいえず、またフレキシブルイオン吸着電極の性能の再現性が低いことも解決すべき課題となっている。

【0008】

本発明の目的は、従来のフレキシブルイオン吸着電極に比較して性能及び再現性に優れるフレキシブルイオン吸着電極及びその作製方法、さらに該フレキシブルイオン吸着電極を用いた汚染土壌浄化装置及び汚染土壌浄化方法、汚染水浄化方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、水、導電材、吸着材、バインダーを混合する混合工程、前記混合工程を経て得られる混合物を脱水し固形化させる固形化工程、固形化物を圧縮する圧縮工程、圧縮された固形化物を乾燥させる仕上げ工程を備えるフレキシブルイオン吸着電極の作製方法において、前記固形化工程と前記圧縮工程との間に、固形化物を乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥工程を経て得られる乾燥した固形化物を水に浸漬し軟化させる軟化工程と、を含むことを特徴とするフレキシブルイオン吸着電極の作製方法である。

【0010】

本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製方法において、前記フレキシブルイオン吸着電極は、水平電極式動電法において使用するマット状の電極であり、前記導電材がくん炭、前記吸着材がゼオライト、前記バインダーがアバカ及びでんぷん粉であることを特徴とする。

【0011】

本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製方法において、前記混合工程が、熱湯、前記でんぷん粉、前記ゼオライト、前記アバカを撹拌混合する第１混合工程と、前記第１混合工程で得られる混合物と前記くん炭とを撹拌混合する第２混合工程と、を含み、前記第２混合工程の撹拌速度が前記第１混合工程の撹拌速度に比較して低速であることを特徴とする。

【0012】

本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製方法において、前記混合工程前に前記導電材を乾燥させる前処理工程を含むことを特徴とする。

【0013】

本発明は、くん炭、ゼオライト、アバカ及びでんぷん粉が混合されマット状に成形されたフレキシブルイオン吸着電極であって、濃度５００ｐｐｂの非放射性セシウム溶液に浸漬し測定した該フレキシブルイオン吸着電極の単位重量当たりの吸着量が５０～６５ｍｇ／ｋｇであり、湿潤状態において１０Ｖ直流電圧を印加し測定した該フレキシブルイオン吸着電極の導電率が５０００～７０００μＳ／ｍであり、長辺９７ｍｍ×短辺６８ｍｍ×厚さ６ｍｍの寸法の該フレキシブルイオン吸着電極の長辺の一端から他端に向け１０ｍｍ幅で固定し、長辺の他端を７０ｇの荷重で引き上げたときの持ち上がり高さが７０～８０ｍｍであることを特徴とするフレキシブルイオン吸着電極である。

【0014】

本発明は、処理対象である汚染土壌の表面に載置される、前記のフレキシブルイオン吸着電極の作製方法により得られるフレキシブルイオン吸着電極又は前記フレキシブルイオン吸着電極を備え、動電現象により前記フレキシブルイオン吸着電極に前記汚染土壌中の汚染物質を吸着させ、前記汚染土壌を浄化することを特徴とする汚染土壌浄化装置である。

【0015】

本発明に係る汚染土壌浄化装置は、前記フレキシブルイオン吸着電極と、前記フレキシブルイオン吸着電極とは異なる電極と、前記フレキシブルイオン吸着電極と前記電極との間に直流電圧を印加する直流電圧印加手段と、を備え、前記フレキシブルイオン吸着電極と前記電極との間に直流電圧が印加され前記動電現象が生じることを特徴とする。

【0016】

本発明に係る汚染土壌浄化装置において、前記電極が電極杭であり、前記電極杭は、前記汚染土壌中に差し込まれることを特徴とする。

【0017】

本発明に係る汚染土壌浄化装置は、さらに前記汚染土壌及び／又は前記フレキシブルイオン吸着電極を湿潤させる給水手段を備えることを特徴とする。

【0018】

本発明に係る汚染土壌浄化装置において、前記汚染物質が、重金属類及び放射性セシウムのうち１種又は２種以上であることを特徴とする。

【0019】

本発明は、前記汚染土壌浄化装置を使用し、前記フレキシブルイオン吸着電極に前記汚染土壌中の汚染物質を吸着させ、前記汚染土壌を浄化することを特徴とする汚染土壌浄化方法である。

【0020】

本発明は、前記フレキシブルイオン吸着電極の作製方法により得られるフレキシブルイオン吸着電極又は前記フレキシブルイオン吸着電極を汚染物質の吸着材として使用する汚染土壌の浄化方法であって、前記フレキシブルイオン吸着電極を処理対象である汚染土壌と接触させ、前記汚染土壌中の汚染物質を吸着させ、前記汚染土壌を浄化することを特徴とする汚染土壌浄化方法である。

【0021】

本発明に係る汚染土壌浄化方法において、前記汚染土壌及び／又は前記フレキシブルイオン吸着電極が湿潤状態であることを特徴とする。

【0022】

本発明に係る汚染土壌浄化方法において、前記汚染物質が、重金属類及び放射性セシウムのうち１種又は２種以上であることを特徴とする。

【0023】

本発明は、前記フレキシブルイオン吸着電極の作製方法により得られるフレキシブルイオン吸着電極又は前記フレキシブルイオン吸着電極を汚染物質の吸着材として使用する汚染水の浄化方法であって、前記フレキシブルイオン吸着電極を処理対象である汚染水と接触させ、前記汚染水中の汚染物質を吸着させ、前記汚染水を浄化することを特徴とする汚染水浄化方法である。

【0024】

本発明に係る汚染水浄化方法において、前記汚染水が、前記汚染物質を含有する排水又は廃液であることを特徴とする。

【0025】

本発明に係る汚染水浄化方法において、前記汚染物質が、重金属類及び放射性セシウムのうち１種又は２種以上であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、従来のフレキシブルイオン吸着電極に比較して性能及び再現性に優れるフレキシブルイオン吸着電極及びその作製方法、さらに該フレキシブルイオン吸着電極を用いた汚染土壌浄化装置及び汚染土壌浄化方法、汚染水浄化方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製手順を示すフローチャートである。

【図2】本発明の実施の一形態としての汚染土壌浄化装置１の構成図である。

【図3】本発明の実施の一形態としての汚染土壌浄化方法、汚染水浄化方法を説明するための図である。

【図4】本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の吸着量の測定結果である。

【図5】本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の吸着量の測定結果である。

【図6】本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の導電率の測定結果である。

【図7】本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極のフレキシブル性の測定結果である。

【図8】本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極のフレキシブル性の測定結果である。

【図9】本発明に係る汚染土壌浄化方法を用いた汚染土壌浄化実験の要領を説明するための図である。

【図10】本発明に係る汚染土壌浄化方法を用いた汚染土壌浄化実験の結果である。

【図11】本発明に係る汚染土壌浄化方法を用いた汚染土壌浄化実験の結果である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

図１は、本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製工程を示すフローチャートである。本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極は、水平電極式動電法において使用するマット状の電極であり、作製工程は、導電材を乾燥させる前処理工程（ステップＳ１）と、水、導電材、吸着材、バインダーを混合する混合工程（ステップＳ２）と、混合工程を経て得られる混合物を脱水し固形化させる固形化工程（ステップＳ３）と、固形化物を乾燥させる乾燥工程（ステップＳ４）と、乾燥した固形化物を水に浸漬し軟化させる軟化工程（ステップＳ５）と、軟化した固形化物を圧縮する圧縮工程（ステップＳ６）と、圧縮された固形化物を乾燥させる仕上げ工程（ステップＳ７）と、を含む。

【0029】

本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極において、電極の原材料は導電材、吸着材、バインダーである。導電材にはくん炭、吸着剤にはゼオライト、バインダーにはアバカ及びでんぷん粉を好適に使用することができる。

【0030】

くん炭は、もみ殻を炭化させたものである。くん炭は、特に粉砕及び分級の必要はない。導電材としては、くん炭の他、木・竹を炭化させた炭化材、活性炭などの導電材を使用することができる。

【0031】

ゼオライトは、特に限定されるものではないが、吸着除去しようとする汚染物質の吸着性能に優れるものが好ましい。ゼオライトは、天然ゼオライト、合成ゼオライトのいずれでもよいが安価に入手できるものが好ましい。ゼオライトは、ふるいを用いて分級した５３μｍ以下の粒径を有するものを好適に使用することができる。

【0032】

アバカは、マニラアサから取れる耐質性があり、軽量で丈夫な繊維質の素材である。でんぷん粉は、特に限定されるものではなく主にゼオライトのバインダーとして機能する。

【0033】

本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の原材料であるくん炭、ゼオライト、アバカ及びでんぷん粉の代表的な混合割合を示せば、くん炭９．０～９．１ｇに対してアバカ１．０ｇ、でんぷん粉２．０ｇ、ゼオライト０．５～４．０ｇである。

【0034】

本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極において、ゼオライトの含有量は特に吸着性能に影響を及ぼし、ゼオライトの含有量が多いほど吸着性能が高まる。一方でゼオライトの含有量が極端に多くなると導電率の低下、さらには形状保持性が低下する。これらの点からゼオライトの添加量は、くん炭＋アバカに対して質量比で２．５～４０％、好ましくは５～２０％、より好ましくは１０～１５％であり、使用場所の汚染物の種類及びその濃度に応じて適宜選択すればよい。

【0035】

以下、導電材、吸着材、バインダーとして、くん炭９．１ｇ、ゼオライト１．０ｇ、アバカ１．０ｇ及びでんぷん粉２．０ｇ、また混合工程（ステップＳ２）で使用する水は、熱湯１５０ｍＬであるものとして、本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製工程を従来法１及び従来法２と対比しつつ詳述する。

【0036】

前処理工程（ステップＳ１）では、導電材であるくん炭９．１ｇを乾燥させる。この乾燥操作は、くん炭の分散性向上及びステップＳ３の固形化工程で行う脱水操作における脱水性向上を目的とするものであり、代表的には恒温乾燥機を用いて７５℃で１２時間の乾燥を行う。

【0037】

混合工程（ステップＳ２）は、水、導電材、吸着材、バインダーを混合する工程であるが、本発明では均一な混合を目的として混合工程を２ステップで行う。

【0038】

第１混合工程（ステップＳ２－１）では、熱湯１５０ｍＬにでんぷん粉２．０ｇ、ゼオライト１．０ｇ、アバカ１．０ｇを投入し、撹拌機を用いて撹拌混合を行う。でんぷん粉を熱湯に溶かすことで熱湯（溶液）の粘度が上昇する。熱湯の粘度を上昇させることで比重の軽いゼオライト及びアバカを一度熱湯中に沈ませれば浮上を防ぐことができる。これにより均一な混合が可能となる。第１混合工程では、熱湯（溶液）の粘度を上昇させるべく熱湯に対するでんぷん粉の投入割合が、従来法１、従来法２に比較して高くなっている。従来法１、従来法２では、熱湯２００ｍＬにでんぷん粉２．０ｇを投入している。

【0039】

第２混合工程（ステップＳ２－２）では、第１混合工程で得られる混合物に対してくん炭９．１ｇを加え、撹拌混合する。第２混合工程における撹拌速度は、第１混合工程における撹拌速度に比較して低速で行うのがよい。第２混合工程では、撹拌速度を低速にすることでくん炭の破砕・解砕を防ぐ。

【0040】

固形化工程（ステップＳ３）は、第２混合工程（ステップＳ２－２）で得られる混合物を脱水することで固形化させる工程である。具体例を示せば、電極成型のための型枠を準備し、そこに混合物を流し込み、真空ポンプを用いた吸引ろ過を行い、水分を取り除く。型枠には電極の不均一性を防ぐためにメッシュが組み込まれている。

【0041】

乾燥工程（ステップＳ４）は、固形化工程（ステップＳ３）で得られる固形化物を乾燥させる。この乾燥工程は、ステップＳ５の軟化工程の前処理として位置づけられるものであり、乾燥工程（ステップＳ４）と軟化工程（ステップＳ５）は、セットとなっている。乾燥工程（ステップＳ４）は、代表的には恒温乾燥機を用いて７５℃で１２時間の乾燥を行う。

【0042】

軟化工程（ステップＳ５）は、乾燥工程（ステップＳ４）で得られる乾燥した固形化物を水に浸漬し軟化させる。ここでは代表的には約１０ｍＬの水に乾燥した固形化物を浸漬し、軟化させる。乾燥した固形化物に再度水を添加することで固形化物が軟化する。乾燥した固形化物を圧縮すると、有機物の繊維状態、電極としての形状を保持できないが、固形化物を軟化させることで圧縮しても有機物の繊維状態、電極としての形状を保持することができる。これらにより最終的に得られるフレキシブルイオン吸着電極の性能、特性のばらつきが小さくなり、再現性が高まる。

【0043】

圧縮工程（ステップＳ６）では、軟化工程（ステップＳ５）で得られる軟化させた固形化物を型枠に入れ、プレス機を用いて固形化物をこれらの限定厚さまで圧縮処理する。例えば、くん炭９．１ｇ、アバカ１．０ｇ、でんぷん粉２．０ｇ、ゼオライト１．０ｇを原材料とした場合、軟化工程（ステップＳ５）後の固形化物の厚さは約１０ｍｍであり、圧縮工程（ステップＳ６）で限界厚さ約６ｍｍまで圧縮する。圧縮操作は、代表的にはプレス圧力２．５～１０ＭＰａ、加圧時間１ｍｉｎである。

【0044】

仕上げ工程（ステップＳ７）は、圧縮工程（ステップＳ６）後の固形化物を乾燥させる工程である。ここでは、代表的には恒温乾燥機を用いて７５℃で１２時間の乾燥を行う。

【0045】

以上のステップＳ１からステップＳ７の工程を経て本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極を得ることができる。

【0046】

次に本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の評価方法について説明する。フレキシブルイオン吸着電極の評価項目は、（１）吸着性、（２）導電性、（３）フレキシブル性である。

【0047】

吸着性の評価方法は、次の通りである。
吸着性の評価にはセシウム溶液を用いた。蒸留水と和光純薬工業株式会社の非放射性セシウム標準液（１３３Ｃｓ，１０００ｍｇ／Ｌ）を混合して濃度５００ｐｐｂのセシウム溶液（以下、溶液）を調製した。作製したフレキシブルイオン吸着電極（以下、測定電極）を２０ｍｍ×２０ｍｍ×６ｍｍにカットし、これに銅線を巻き付けた。銅線を巻き付けるのは溶液中での測定電極の浮き沈みを防ぐためである。

【0048】

調製した溶液１５０ｍＬを容器に移し、銅線を巻き付けた測定電極を容器内に吊るした。実験中に溶液が蒸発するのを防ぐため容器は密閉した。投入から４８時間後に溶液から測定電極を取り出し、溶液をろ過した後、ＩＣＰ質量分析装置（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製，Ａｇｉｌｅｎｔ ７５００ ｓｅｒｉｅｓ）を用いて溶液のセシウム残留量を測定した。この値を溶液の初期値から減算することで測定電極のセシウム吸着量を算出し、投入した測定電極の重量当たりの吸着量を求めた。

【0049】

導電性の評価方法順は、次の通りである。
測定電極を上下一対の銅板電極で挟み込んだ。下に配置する銅板電極は、測定電極に対して十分に大きいものを使用し、上に配置する銅板電極は、直径２０ｍｍの円形状のものを使用した。さらに漏れ電流を削減するために測定電極の上面であって銅板電極の周囲にガード電極を設置した。

【0050】

上の銅板電極にデジタルマルチメータ（Ｒ８３４０／８３４０Ａ、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ）のプラス極、下の銅板にデジタルマルチメータのマイナス極を接続し、直流電圧を印加し、そのときの電流を測定し、電圧－電流特性から抵抗を求め、その値から導電率を算出した。測定電極の導電率は、測定電極が乾燥状態及び湿潤状態で測定し、乾燥状態では測定電極に１００Ｖ、湿潤状態では測定電極に１０Ｖの電圧を印加した。また電圧印加の際は、接触抵抗を減らすために測定電極に１００Ｐａの圧力をかけた。

【0051】

湿潤状態の導電率測定では、水道水（６９００μＳ／ｃｍ）を測定電極の中心部に２～１０ｍＬの範囲で２ｍＬずつ滴下し、滴下５分後に電圧を印加し電流値を記録した。測定は、電気分解により導電率が変化することを防ぐため電圧の印加時間を短時間とした。

【0052】

導電率は、式（１）を用い、印加した電圧および測定した電流、銅板の面積から算出した。
σ＝Ｉ／Ｖ×Ｌ／Ｓ・・・（１）
ここで、σは導電率（Ｓ／ｍ）、Ｉは測定電流（Ａ）、Ｖは印加電圧（Ｖ）
Ｌは電極間の距離（ｍ）、Ｓは電極の面積（ｍ^２）

【0053】

フレキシブル性の評価方法は、次の通りである。
測定電極には、長辺９７ｍｍ×短辺６８ｍｍ×厚さ６ｍｍの長方体形状のものを使用した。長辺の一端部を短辺に平行に１０ｍｍ幅で固定し、長辺の他端に紐を結び付け、紐に７０ｇの錘を取付けた。測定電極の上方に丸棒を設置し、紐の中間部を丸棒に引っ掛け錘を付け下げることで測定電極を持ち上げ、そのときの測定電極の他端の高さＨを測定し、フレキシブル性を求めた。

【0054】

測定電極は、一端部が１０ｍｍの幅で固定されているため、持上り高さの最大値Ｈ_０は８７ｍｍとなる。フレキシブル性は、持上り高さの最大値Ｈ_０に対する割合とし、Ｈ／Ｈ_０×１００から算出した。フレキシブル性の測定は、導電率と同様に、測定電極が乾燥状態及び２～１０ｍＬの範囲で２ｍＬずつ滴下量を増加した湿潤状態で行った。

【0055】

次に、本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製工程を経て得られるフレキシブルイオン吸着電極の特性を、従来法１及び従来法２と比較しつつ説明する。ここでは適宜後述の実施例のデータを参照する。

【0056】

従来法１は、図１に示すように本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製工程のうち、前処理工程（ステップＳ１）、乾燥工程（ステップＳ４）、軟化工程（ステップＳ５）、圧縮工程（ステップＳ６）を備えていない。また混合工程（ステップＳ２）は、１ステップで行われる。

【0057】

従来法２は、図１に示すように本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製工程のうち、前処理工程（ステップＳ１）、乾燥工程（ステップＳ４）、軟化工程（ステップＳ５）を備えていない。また混合工程（ステップＳ２）は、１ステップで行われる。

【0058】

本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製工程を経て得られるフレキシブルイオン吸着電極を上記評価方法で評価したときの代表値を示せば、吸着性は５０～６５ｍｇ／ｋｇ、水を１０ｍＬ添加した湿潤状態における導電率は５０００～７０００μＳ／ｍ、水を１０ｍＬ添加した湿潤状態における測定電極の他端の高さＨは、７０～８０ｍｍであり、フレキシブル性は８０～９０％である。

【0059】

本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の吸着性は、実施例の表２及び図４に示すように従来法１で得られるフレキシブルイオン吸着電極の吸着性と同程度であった。ゼオライトを含まないデータであるが、図５に示すように本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の吸着量は、圧縮工程（ステップＳ６）におけるプレス圧力に比例して増加した。

【0060】

また本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の吸着性は、図５に示すように従来法２に比較して１００倍以上向上した。このことから圧縮工程（ステップＳ６）に先立ち、固形化物を乾燥しさらにこれを水に浸漬し軟化させることで吸着性が向上することが分かる。

【0061】

本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の湿潤状態の導電率は、実施例の図６に示すように従来法２で得られるフレキシブルイオン吸着電極の導電率と同程度であった。一方、従来法１と比較すると導電率は、７～８倍程度向上した。このことから圧縮工程（ステップＳ６）がフレキシブルイオン吸着電極の導電率向上に寄与することが分かる。

【0062】

本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の湿潤状態のフレキシブル性は、実施例の図７に示すように従来法２で得られるフレキシブルイオン吸着電極の０．８～０．９倍程度であった。一方、従来法１と比較すると８～１０倍程度向上した。このことから圧縮工程（ステップＳ６）がフレキシブルイオン吸着電極のフレキシブル性向上に寄与することが分かる。

【0063】

表１に、本発明、従来法１、従来法２に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製工程を経て得られるフレキシブルイオン吸着電極の特性の比較結果を示した。

【0064】

【表1】

【0065】

以上のように本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製工程を経て得られるフレキシブルイオン吸着電極は、従来法に比較して吸着性、導電性及びフレキシブル性に優れる。また本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製工程を経て得られるフレキシブルイオン吸着電極は、吸着性、導電性及びフレキシブル性の再現性に優れる。上記実施形態ではマット状のフレキシブルイオン吸着電極について説明したが、フレキシブルイオン吸着電極はシート状であってもよい。

【0066】

図２は、本発明の実施の一形態としての汚染土壌浄化装置１の構成図である。汚染土壌浄化装置１は、汚染土壌表面１０１に載置されるフレキシブルイオン吸着電極１０と、汚染土壌１００中に差し込まれる電極２０と、直流電圧印加装置３０とを備える。

【0067】

フレキシブルイオン吸着電極１０は、本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製工程を経て得られるマット状又はシート状のフレキシブルイオン吸着電極である。フレキシブルイオン吸着電極１０が備える吸着性，導電率，フレキシブル性は、処理対象である汚染土壌１００の状態に応じ、これに適したものを使用すればよい。

【0068】

汚染土壌１００の状態としては、汚染土壌表面１０１の凹凸、汚染土壌１００に含まれる汚染物質及びその濃度、汚染土壌１００の含水率が挙げられる。ここで汚染物質には、鉛、水銀、ヒ素、カドミウム、ニッケル、六価クロムなどの重金属類、放射性セシウムが挙げられる。

【0069】

汚染土壌の表面１０１の凹凸が大きい場合には、柔軟性に優れるフレキシブルイオン吸着電極１０を使用すればよい。フレキシブルイオン吸着電極１０の吸着性については、汚染物質の種類及びその濃度に適したものを使用すればよい。汚染土壌１００の含水率が低い場合は、導電率に優れるフレキシブルイオン吸着電極１０を使用すればよい。但し、汚染土壌１００の含水率ついては、別途、給水手段・散水手段（図示省略）を設け、これを用いて汚染土壌１００、フレキシブルイオン吸着電極１０を湿潤状態とすることで対応することができる。

【0070】

電極２０は、汚染土壌１００中に差し込むことができる電極杭２０である。電極杭２０は、導電性を有する杭本体２１を備え、杭本体２１は、先端部２２と直流電圧印加装置３０が接続される基端部２３とを除き電気的絶縁材２４で被覆されている。

【0071】

直流電圧印加装置３０は、フレキシブルイオン吸着電極１０と電極杭２０の基端部２３とに接続され、フレキシブルイオン吸着電極１０と電極（電極杭）２０との間に直流電圧を印加する。

【0072】

汚染土壌浄化装置１を用いた汚染土壌１００の浄化方法を説明する。図２に示すようにフレキシブルイオン吸着電極１０を処理対象である汚染土壌１００の表面１０１に載置する。一方、電極２０は、汚染土壌１００中に差し込む。直流電圧印加装置３０は、フレキシブルイオン吸着電極１０が陰極、電極２０が正極となるように接続し、フレキシブルイオン吸着電極１０と電極（電極杭）２０との間に直流電圧を印加する。この方法は、水平電極式動電法（ＦＥＭ－ＥＫ法）と呼ばれる方法である。フレキシブルイオン吸着電極１０及び／又は汚染土壌１００が乾燥している場合には、適宜、給水又は散水し、フレキシブルイオン吸着電極１０及び／又は汚染土壌１００を湿潤状態とする。

【0073】

フレキシブルイオン吸着電極１０と電極（電極杭）２０との間に直流電圧が印加されると、電気分解、電気泳動及び電気浸透といった界面動電現象（動電現象）が誘起される。これにより汚染土壌１００に含まれる陽イオン性の汚染物質は、陰極であるフレキシブルイオン吸着電極１０側に移動し、フレキシブルイオン吸着電極１０に吸着される。これにより汚染土壌１００を浄化することができる。

【0074】

上記の通り汚染土壌浄化装置１は、装置構成が簡単で取扱いも容易であり、現位置浄化に好適に使用することができる。後述の実施例にも示す通り吸着材にゼオライトを使用した本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極１０は、セシウムの吸着性能に優れており、本発明に係る汚染土壌浄化方法を放射性セシウムに汚染された土壌の浄化に好適に使用することができる。

【0075】

図３（Ａ）は、本発明の実施の一形態としての汚染土壌浄化方法、図３（Ｂ）は、本発明の実施の一形態としての汚染水浄化方法を説明するための図である。

【0076】

本実施形態では、本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製工程を経て得られるフレキシブルイオン吸着電極１０を吸着材として使用し、汚染土壌又は汚染水を浄化する。本発明のフレキシブルイオン吸着電極１０は、後述の実施例にも示す通り汚染物質の吸着性能に優れており、吸着材として好適に使用することができる。

【0077】

汚染土壌及び汚染水は、特に限定されるものではなく、汚染水として汚染物質を含有する排水、廃液が挙げられる。また汚染物質には、鉛、水銀、ヒ素、カドミウム、ニッケル、六価クロムなどの重金属類、放射性セシウムが挙げられる。

【0078】

本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製工程を経て得られるフレキシブルイオン吸着電極１０を吸着材として使用し汚染土壌１００を浄化するには、図３（Ａ）に示すように汚染土壌１００の表面１０１にマット状又はシート状のフレキシブルイオン吸着電極１０を載置すればよい。フレキシブルイオン吸着電極１０及び／又は汚染土壌１００が乾燥している場合には、適宜、給水又は散水し、フレキシブルイオン吸着電極１０及び／又は汚染土壌１００を湿潤状態とする。

【0079】

これにより汚染土壌１００の表面１０１の汚染物質がフレキシブルイオン吸着電極１０に吸着され汚染土壌１００が浄化される。他の方法としては、汚染土壌１００の中にフレキシブルイオン吸着電極１０を埋めてもよい。要すれば汚染土壌１００とフレキシブルイオン吸着電極１０とを接触させればよい。

【0080】

本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製工程を経て得られるフレキシブルイオン吸着電極１０を吸着材として使用し汚染水２００を浄化するには、図３（Ｂ）に示すように汚染水２００中にフレキシブルイオン吸着電極１０を浸漬すればよい。

【0081】

これにより汚染水２００に含まれる汚染物質がフレキシブルイオン吸着電極１０に吸着され汚染水２００が浄化される。他の方法としては、フレキシブルイオン吸着電極１０に汚染水を流し掛けてもよい。要すれば汚染水２００とフレキシブルイオン吸着電極１０とを接触させればよい。

【0082】

本実施形態の汚染土壌浄化方法及び汚染水浄化方法で使用するフレキシブルイオン吸着電極１０は、柔軟性を有し、さらにマット状又はシート状のフレキシブルイオン吸着電極１０を使用すれば、汚染物質が吸着したフレキシブルイオン吸着電極１０の回収も容易である。

【実施例0083】

実施例１
本発明に係るフレキシブルイオン吸着電極の作製方法により作製したフレキシブルイオン吸着電極である。熱湯１５０ｍＬにでんぷん粉２．０ｇと、ミキサー（ＳＫＳ－Ｈ ＴＩＧＥＲ）で粉砕し、ふるい（ＳＫＨ－０１ アズワン）を用いて分級した５３μｍ以下の天然ゼオライト（東北ゼオライト工業株式会社）０．５ｇと、アバカ１．０ｇとを投入し、撹拌機（ＳＭＴ－１０２ アズワン）により１０００ｒｐｍで撹拌混合した。その後、予め恒温乾燥機（ＳＴＡＣ Ｐ－５０Ｋ アズワン）を用いて７５℃で１２時間乾燥したくん炭９．１ｇを加え、５００ｒｐｍで撹拌混合した。

【0084】

上記混合物を電極成型のための型枠に流し込み、真空ポンプを用いた吸引ろ過を行い、水分を取り除き固形化物を得た。型枠には電極の不均一性を防ぐためにメッシュを組み込んだ。その後、該固形化物を恒温乾燥機を用いて７５℃で１２時間乾燥した。

【0085】

乾燥した固形化物を約１０ｍＬの水に浸漬し、固形化物を軟化させた。その後、軟化させた固形化物を圧縮成形用の型枠に入れ、熱プレス機（Ｈ３００－０１Ｋ アズワン）を用いて２．５ＭＰａの圧力で１分間圧縮成形した。その後、圧縮成形した固形化物を恒温乾燥機を用いて７５℃で１２時間乾燥しフレキシブルイオン吸着電極を得た。

【0086】

実施例２～５、参考例１～３
ゼオライト含有量及び熱プレス機（Ｈ３００―０１Ｋ アズワン）のプレス圧力を変更し、実施例１と同様にフレキシブルイオン吸着電極を作製した。参考例１～３は、ゼオライトを含まないフレキシブルイオン吸着電極である。

【0087】

比較例２
従来法１の方法で作製したフレキシブルイオン吸着電極である。熱湯２００ｍＬにでんぷん粉２．０ｇを溶かし、そこにミキサー（ＳＫＳ－Ｈ ＴＩＧＥＲ）で粉砕し、ふるい（ＳＫＨ－０１ アズワン）を用いて分級した５３μｍ以下の天然ゼオライト（東北ゼオライト工業株式会社）０．５ｇと、アバカ１．０ｇと、くん炭９．０ｇを加え、均一となるまで十分に撹拌混合した。

【0088】

上記混合物を電極成型のための型枠に流し込み、真空ポンプを用いた吸引ろ過を行い、水分を取り除き固形化物を得た。型枠には電極の不均一性を防ぐためにメッシュを組み込んだ。その後、固形化物を恒温乾燥機を用いて７５℃で１２時間乾燥しフレキシブルイオン吸着電極を得た。

【0089】

比較例１，３～５
ゼオライト含有量を変更し、比較例２と同様にフレキシブルイオン吸着電極を作製した。

【0090】

比較例７
従来法２の方法で作製したフレキシブルイオン吸着電極である。熱湯２００ｍＬにでんぷん粉２．０ｇを溶かし、そこにミキサー（ＳＫＳ－Ｈ ＴＩＧＥＲ）で粉砕し、ふるい（ＳＫＨ－０１ アズワン）を用いて分級した５３μｍ以下の天然ゼオライト（東北ゼオライト工業株式会社）０．５ｇと、アバカ１．０ｇと、くん炭９．０ｇを加え、均一となるまで十分に撹拌混合した。

【0091】

上記混合物を電極成型のための型枠に流し込み、真空ポンプを用いた吸引ろ過を行い、水分を取り除き固形化物を得た。型枠には電極の不均一性を防ぐためにメッシュを組み込んだ。その後、固形化物を圧縮成形用の型枠に入れ、熱プレス機（Ｈ３００－０１Ｋ アズワン）を用いて２．５ＭＰａの圧力で１分間圧縮成形した。その後、圧縮成形した固形化物を恒温乾燥機を用いて７５℃で１２時間乾燥しフレキシブルイオン吸着電極を得た。

【0092】

比較例６，８～１３
ゼオライト含有量及び熱プレス機（Ｈ３００－０１Ｋ アズワン）のプレス圧力を変更し、比較例７と同様にフレキシブルイオン吸着電極を作製した。

【0093】

実施例１～５，参考例１～３，比較例１～５，比較例６～１３のフレキシブルイオン吸着電極は、段落［００４６］～［００５４］に記載の方法で吸着性，導電性及びフレキシブル性を測定した。結果を表２、図４～８に示した。表２、図４～８に示す結果のうち、導電率及びフレキシブル性は、水を１０ｍＬ添加した湿潤状態の値である。また比較例１，２の吸着性の評価は、５０ｐｐｂのセシウム溶液を使用して行った。

【0094】

【表2】

【0095】

本発明に係る作製方法で得られたフレキシブルイオン吸着電極は、ゼオライト含有量５～２０ｗｔ％の範囲において、吸着量が５１．６～５８．４ｍｇ／ｋｇ、導電率が５３４０～６１００μＳ／ｍ、フレキシブル性が７９～８６％であった。

【0096】

従来法１に係る作製方法で得られたフレキシブルイオン吸着電極は、ゼオライト含有量５～２０ｗｔ％の範囲において、吸着量が５５．９ｍｇ／ｋｇ、導電率が８００～８５０μＳ／ｍ、フレキシブル性が７．５～１１％であった。

【0097】

従来法２に係る作製方法で得られたフレキシブルイオン吸着電極は、ゼオライト含有量５～２０ｗｔ％の範囲において、導電率が６０００～６７００μＳ／ｍ、フレキシブル性が９１～１０３％であった。

【0098】

汚染土壌の浄化実験１
本発明に係る汚染土壌浄化装置１を用い、以下の要領で汚染土壌の浄化実験を実施した。フレキシブルイオン吸着電極１０には、導電材としてくん炭の代わりに活性炭を使用し、実施例２と同じ要領で作製したフレキシブルイオン吸着電極１０を使用した。ゼオライト含有量は１０ｗｔ％である。電極２０には、ステンレスメッシュ２０を使用した。

【0099】

図９に汚染土壌の浄化実験装置１を示した。容器１５０に２０ｍｍの厚さで未汚染土壌１１０を充填した。未汚染土壌１１０の上にステンレスメッシュ２０を載置し、ステンレスメッシュ２０の上にセシウム濃度５０ｐｐｍの人工汚染土壌１００を５０ｍｍの厚さで充填した。充填した未汚染土壌１１０は１５０ｇ、汚染土壌１００は３５０ｇであり、ともに水道水を添加し含水比６０％とした。容器１５０に土壌充填後、蓋１６０を被せた。

【0100】

直流電圧印加装置３０の陰極をフレキシブルイオン吸着電極１０に、陽極をステンレスメッシュ２０に接続した。さらに直流電圧印加装置３０とフレキシブルイオン吸着電極１０とをつなぐケーブルの途中に１Ωの抵抗４０を取付け、抵抗４０と並列にデータロガー５０を設置した。フレキシブルイオン吸着電極１０とステンレスメッシュ２０との間隔は５０ｍｍである。

【0101】

直流電圧印加装置３０を介して両電極間に１０Ｖ（２００Ｖ／ｍ）の電圧を７日間連続して印加した。その後、汚染土壌１００を上層、中層、下層に分割し、各層から土壌を採取し、フレキシブルイオン吸着電極１０及び各層の土壌中のセシウム濃度を測定した。また電圧を印加しない場合のデータも取得した。

【0102】

実験の結果を図１０、図１１に示した。図１０は、汚染土壌１００中のセシウム濃度、図１１は、フレキシブルイオン吸着電極１０に吸着したセシウム濃度の測定結果である。７日間連続して電圧を印加した場合の各層及びフレキシブルイオン吸着電極１０のセシウム濃度は、下層が４７ｐｐｍ、中層が４９ｐｐｍ、上層が５４ｐｐｍであり、フレキシブルイオン吸着電極１０のセシウム濃度は２１ｐｐｍであった。未汚染土壌１１０のセシウム濃度は、６．４ｐｐｍであり、フレキシブルイオン吸着電極１０に近いほどセシウム濃度が高く、セシウムがフレキシブルイオン吸着電極１０に向け移動していることが伺える。

【0103】

電圧を印加しなかった場合の各層及びフレキシブルイオン吸着電極１０のセシウム濃度は、下層が５２ｐｐｍ、上層が５３ｐｐｍであり、フレキシブルイオン吸着電極１０のセシウム濃度は、４．４ｐｐｍであった。未汚染土壌１１０のセシウム濃度は、１０ｐｐｍであった。汚染土壌１００の上層と下層との間にセシウム濃度の差は殆どなく、電圧を印加しない場合、セシウムがフレキシブルイオン吸着電極１０に向け移動しないことが分かる。

【0104】

フレキシブルイオン吸着電極１０の使用前（初期）に測定したセシウム濃度は、０．６６ｐｐｍであるから、電圧を印加しない場合であってもフレキシブルイオン吸着電極１０を汚染土壌１００と接触させるだけでフレキシブルイオン吸着電極１０がセシウムを吸着することが分かる。このことはフレキシブルイオン吸着電極１０がセシウムの吸着材として機能することを示していると言える。

【0105】

汚染土壌の浄化実験２
土壌を変えて、汚染土壌の浄化実験１と同じ要領で汚染土壌の浄化実験２を実施した。土壌には汚染土壌１００としてセシウム濃度１００ｐｐｍの腐葉土を使用した。充填した未汚染土壌１１０は１００ｇ、汚染土壌１００は２８０ｇであり、ともにイオン交換水を添加し含水比２００％とした。未汚染土壌１１０及び汚染土壌１００の充填高さは、汚染土壌の浄化実験1と同じである。

【0106】

７日間連続して電圧を印加した場合の汚染土壌１００の下半分、上半分のセシウム濃度は、それぞれ４１ｐｐｍ、１５０ｐｐｍであった。未汚染土壌１１０のセシウム濃度は、１．７ｐｐｍであり、フレキシブルイオン吸着電極１０に近いほどセシウム濃度が高く、セシウムがフレキシブルイオン吸着電極１０に向け移動していることが伺える。

【0107】

電圧を印加しなかった場合の汚染土壌１００の下半分、上半分のセシウム濃度は、それぞれ８７ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、未汚染土壌１１０のセシウム濃度は、７．８ｐｐｍであった。汚染土壌１００の下半分と上半分との間のセシウム濃度の差が小さく、電圧を印加しない場合、セシウムがフレキシブルイオン吸着電極１０に向け殆ど移動しないことが分かる。

【0108】

汚染土壌の浄化実験３
汚染土壌１００に添加する水をイオン交換水から蒸留水に代えて、汚染土壌の浄化実験２と同じ要領で汚染土壌の浄化実験３を実施した。

【0109】

７日間連続して電圧を印加した場合の汚染土壌１００の下半分、上半分のセシウム濃度は、それぞれ６４ｐｐｍ、１２０ｐｐｍであった。未汚染土壌１１０のセシウム濃度は、２．４ｐｐｍであり、フレキシブルイオン吸着電極１０に近いほどセシウム濃度が高く、セシウムがフレキシブルイオン吸着電極１０に向け移動していることが伺える。

【0110】

電圧を印加しなかった場合の汚染土壌１００の下半分、上半分のセシウム濃度は、それぞれ１１０ｐｐｍ、９７ｐｐｍ、未汚染土壌１１０のセシウム濃度は、７．７ｐｐｍであった。この結果から電圧を印加しない場合、セシウムがフレキシブルイオン吸着電極１０に向け移動しないことが分かる。

【符号の説明】

【0111】

１ 汚染土壌浄化装置
１０ フレキシブルイオン吸着電極
２０ 電極，電極杭，ステンレスメッシュ
２１ 杭本体
２２ 先端部
２３ 基端部
２４ 電気的絶縁材
３０ 直流電圧印加装置
４０ 抵抗
５０ データロガー
１００ 汚染土壌
１０１ 汚染土壌表面
１１０ 未汚染土壌
１５０ 容器
１６０ 蓋
２００ 汚染水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】