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高崎量子応用研究所

研究課題2 - プロジェクト環境資源材料研究

掲載日:2018年12月26日更新
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放射線グラフト重合法

 放射線グラフト重合法は、既存の素材にその物理的特性を損なうことなく様々な性質を付与することができるため、高機能材料の開発技術として優れています。例えば平膜や繊維、織布、不織布などの素材にイオン交換基や錯体形成機能を容易に導入することができます。これまで、放射線グラフト重合法を利用して電池用隔膜やクリーンルーム用のケミカルフィルターなどの実用化に成功しています。当プロジェクトでは、この技術を巧みに利用して海水や温泉水中の有用 希少金属の捕集や産業廃棄物中の有害金属の除去を目的とした分離機能材料の開発研究を進めています。

放射線グラフト重合法の画像

放射線グラフト重合により作製した金属吸着材の特長

放射線グラフト重合技術により作製した金属吸着材は以下のような特長を持っています。

  • 吸着材に導入する官能基(吸着機能)の種類を選択することにより、狙った金属だけを捉えることができる。また、複数の官能基を同時に導入することもできる。
  • 吸着速度がとても速いので少量の金属イオンでも取りこぼすことなく、捕らえることができる。
  • 吸着材は、金属イオンの吸脱着が容易にできるため、何度でも繰り返し使うことができる。
  • 布や繊維状の基材を利用することにより、粒子状樹脂と比較して、取り扱いが容易である。

放射線グラフト重合により作製した金属吸着材の特長の画像1
放射線グラフト重合により作製した金属吸着材の特長の画像2
放射線グラフト重合により作製した金属吸着材の特長の画像3

放射線グラフト重合により作製した金属吸着材と吸着の様子

 金属を水に溶かすと金属固有の色が付くものもありますが、その濃度が低い場合ほとんどの金属は無色透明の状態となります。そこに放射線グラフト重合により開発した金属吸着材を浸すと、金属が吸着材中に高濃縮され呈色した色からどのような金属が溶けているか判断することができます。
放射線グラフト重合により作製した金属吸着材と吸着の様子の画像

動画ではその様子を見ることができます。

左側:元の材料(高分子基材)
右側:金属吸着材(金属吸着材)
金属溶液:銅溶液

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