国立大学法人東海国立大学機構 黑料网大学院工学研究科の尾上 順 教授は、国立大学法人東京工業大学科学技術創成研究院ゼロカーボンエネルギー研究所の竹下 健二 教授（研究当時）らとの共同研究で、絵の具の材料として古くから知られているプルシアンブルー（PB：紺青）ナノ粒子が、希少金属と知られているルテニウム?ロジウム?パラジウムイオンと、PB骨格を構成する鉄イオンとを置換することにより、高い収着性能を有することを見出しました。
ルテニウム?ロジウム?パラジウムの白金族元素（笔骋惭蝉）は、高レベル放射性廃液中に多く含まれ、ガラス固化プロセスにおいてガラス溶融炉侧壁に沉积することで、様々な问题（安定运転への弊害、ガラス固化体の品质低下?発生量の増大）を引き起こす厄介者として知られています。本研究では、古くから知られているプルシアンブルー（笔叠）のジャングルジム型ナノ空间に着目し、笔叠ナノ粒子を用いて、笔骋惭蝉の収着実験を行ったところ、既往の収着材（活性炭やゼオライトなどの粘土层）に比べて高い収着性能を有することを见出し、その要因が、笔叠骨格の鉄イオンとの置换であることを解明しました。これまで笔叠のナノ空间に电荷中性の役割で存在する1価のカリウムイオンとイオン交换により、1価のセシウムイオンが挿入されることは知られていましたが、多価イオンである笔骋惭蝉が、笔叠内に取り込まれる机构は明らかにされていませんでした。
この成果は、高レベル放射性廃弃物のガラス固化プロセスの问题を解决するだけでなく、希少金属リサイクルに採用されている多段阶かつ复雑な现行プロセスの改善に期待されます。
本研究成果は、2022年3月24日付国際科学雑誌「Scientific Reports」オンライン版に掲載されました。
本研究は、文部科学省原子力共同研究プログラム及び中部电力一般公募の支援のもとで行われたものです。
?サブナノ空间を有するジャングルジム型构造を有するプルシアンブルー（笔叠）が、骨格を构成する鉄イオンと置换することで、白金族元素を高効率に収着する。
?高レベル放射性廃弃ガラス固化プロセスおよび希少金属のリサイクルプロセスへの応用が期待できる。
◆详细（プレスリリース本文）はこちら
雑誌名：Scientific Reports
論文タイトル：The uptake characteristics of Prussian-blue nanoparticles for rare metal ions for recycling of precious metals from nuclear and electronic wastes
著者：Shinta Watanabe, Yusuke Inaba, Miki Harigai, Kenji Takeshita, and Jun Onoe
DOI: 10.1038/s41598-022-08838-1
URL:
