高効率U(VI)捕捉のための多孔質PAO/PVAミクロスフィア
Porous PAO/PVA Microspheres for Efficient U(VI) Capture
複雑な水性媒体からの効率的なウラン抽出のため、多孔質構造を持つ高性能吸着剤の開発が重要である。本研究では、液体窒素支援モールドと真空凍結乾燥法により、多孔質ポリアミドキシム/ポリビニルアルコール(PAO/PVA)ミクロスフィアを製造した。PAO:PVA質量比4:1の複合材料は、最適pH6で優れた吸着能力を示し、Langmuirモデルによると理論最大吸着容量は330.2 mg g−1と推定された。5回の連続吸着-脱着サイクル後も85%以上の高い容量維持率を示し、U(VI)捕捉における良好な再利用性も示した。模擬海水中の競合イオン存在下では、PAO/PVAミクロスフィアはU(VI)を優先的に捕捉し、最高の吸着容量5.06 mg g−1、最大の分布係数65.71 L g−1、および最高の除去効率77%を達成した。FT-IRおよびXPS測定により、アミドキシム由来のN/Oドナー原子がU(VI)の主要な結合部位であることが明らかになった。この研究は、ウラン吸着のための効率的なPAOベース複合材料の合理的な設計と構築への動機付けとなる可能性がある。
- 液体窒素支援モールドと真空凍結乾燥法により多孔質PAO/PVAミクロスフィアを製造し、PAO:PVA質量比4:1の複合材がpH6で最良の吸着性能を示した
- Langmuirモデルに基づく理論最大吸着容量は330.2 mg g−1で、5回の連続吸着-脱着サイクル後も85%以上の容量を維持し再利用性を確認
- 模擬海水中の競合イオン存在下でU(VI)を優先捕捉し、最大吸着容量5.06 mg g−1、分布係数65.71 L g−1、除去効率77%を達成
- FT-IRおよびXPS測定により、アミドキシム由来のN/Oドナー原子がU(VI)の主要な結合部位であると特定
多孔質PAO/PVAミクロスフィアという新素材による吸着材の研究成果で、ウラン回収(特に海水ウラン抽出)という長期的な資源調達テーマに直結する。実験室レベルでは最大吸着容量330.2 mg g−1、模擬海水中で除去効率77%・分布係数65.71 L g−1、5サイクル後も85%以上の容量維持と、実用化を意識した耐久性・選択性の数値が示されており、スケールアップや実海水での性能検証が次の投資判断ポイントになる。現時点では企業や商用製品の動きはなく、研究段階の材料技術である点には留意が必要。