コバルトイオン吸着材及びその製造方法
【課題】コバルトイオン吸着容量が大きいリン酸ジルコニウムイオン交換体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】リン酸ジルコニウム粉末をアルキルアミン水溶液中で処理したコバルト吸着材で基本構造が、一般式
Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ・ｙＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ
（式中のｎは４〜１２の整数、ｘは０より大きく３未満の数、ｙは０より大きく３未満の数、ｚは０又は１である。）で表されるリン酸ジルコニウム／アルキルアミン複合体から成り、微粒子の形態を有するコバルトイオン吸着材、及びリン酸ジルコニウムに脂肪酸アミン水溶液を混合し、攪拌操作を行い、得られた沈殿物を、ろ別、乾燥処理を施すことから成る上記コバルトイオン吸着材の製造方法。
【解決手段】リン酸ジルコニウム粉末をアルキルアミン水溶液中で処理したコバルト吸着材で基本構造が、一般式
Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ・ｙＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ
（式中のｎは４〜１２の整数、ｘは０より大きく３未満の数、ｙは０より大きく３未満の数、ｚは０又は１である。）で表されるリン酸ジルコニウム／アルキルアミン複合体から成り、微粒子の形態を有するコバルトイオン吸着材、及びリン酸ジルコニウムに脂肪酸アミン水溶液を混合し、攪拌操作を行い、得られた沈殿物を、ろ別、乾燥処理を施すことから成る上記コバルトイオン吸着材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規なコバルトイオン吸着材及びその製造方法に関するものであり、更に詳しくは、本発明は、例えば、２００℃の高温水中で、本発明のコバルトイオン吸着材０．１ｇ、０．０５Ｍコバルトイオン水溶液１０ｃｍ３から２ｍｍｏｌ／ｇ以上のコバルトイオン吸着量を示すコバルトイオン吸着材及び該コバルトイオン吸着材を効率よく製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、原子力発電においては、原子炉の一次冷却水中に配管などの原子炉材料から微量の金属が溶出し、炉心において放射化され、５４Ｍｎ，５９Ｆｅ，５８Ｃｏ，６０Ｃｏなどの放射性核種が生成することが知られている。この放射性核種を除去する目的で、イオン交換樹脂を用いた炉水浄化装置が取り付けられている。
【０００３】
しかしながら、イオン交換樹脂は、耐熱性に劣るため、高温の炉水の一部を取り出し、４０℃程度に冷却した後、炉水浄化装置に送り込み、浄化された水は再び加熱して炉水に戻す操作が行われている。このような方法では、熱損失を伴うことから、イオン交換樹脂に代わる、５０℃以上の高温水中で使用可能な耐熱性に優れるイオン交換材料の開発が望まれている。特に、放射性核種中のコバルトイオンは、放射化エネルギーが高く、原子炉の定期点検の際に作業者の被爆の原因となることが問題となっている。
【０００４】
高温水中からコバルトイオンを吸着除去する試みとしては、例えば、無機イオン交換体である結晶質チタン酸繊維を用いた例が報告されている（非特許文献１）。しかしながら、この結晶質チタン酸繊維は、コバルトイオン吸着能が１００℃以上で結晶相の変化に伴い低下することから、高温水中での使用には適さない。
【０００５】
また、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）や酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を高温吸着材として１５０−２５０℃の高温水中でのＣｏ吸着性が検討され、高温水中でコバルトイオンをＣｏＺｒＯ３やＣｏＡｌ２Ｏ４などの結晶中に取り込んだ化合物を生成する化学吸着能を有することが報告されている（非特許文献２）。しかしながら、この吸着材は、コバルトイオン交換容量が０．１ｍｍｏｌ／ｇ以下と小さく、実用化には適さないという欠点を有している。
【０００６】
層状リン酸塩金属化合物は、リン酸基由来の水素イオンと金属イオンとのイオン交換特性を示し、γ型リン酸チタンでは、３．６２ｍｅｑ／ｇ（１．８１ｍｍｏｌ／ｇ）のＣｏイオン吸着容量を示すことが報告されている（非特許文献３）。しかしながら、温度の上昇によりＣｏ吸着容量が増加するものの、１００℃以上での高温水中での吸着容量については検討されていない。
【０００７】
リン酸ジルコニウムも、層状構造を有し、層間に存在する水素イオンが他の陽イオンと交換可能なこと、及びチタンと異なり酸化数が変わらないこと、化学的に安定な構造を有することから、耐熱性を有する無機イオン交換体のひとつとして注目されている。しかしながら、リン酸ジルコニウムは、イオン交換による金属イオン吸着性能を有するが、Ｃｏイオンなどの遷移金属イオンに対する選択性は高くないという問題点がある。
【０００８】
【非特許文献１】Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．，５９，４９（１９８６）
【非特許文献２】Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，３５（１４），ｐｐ．２３２７−２３４１（２０００）
【非特許文献３】Ｓｏｌｖｅｎｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ，１３（１），１７９−１８７（１９９５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような状況の中で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、コバルトイオン選択性に優れたコバルト吸着材について、鋭意研究を重ねた結果、特定の構造を有するジルコニウム、リン酸及び脂肪族アミンからなる複合化合物が耐熱性に優れ、かつコバルト吸着能を有すること、そして、このものは、リン酸ジルコニウムと特定の脂肪族アミンとを反応させることにより、容易に得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明は、従来のコバルトイオン吸着材がもつ欠点を克服し、コバルトイオン吸着能に優れ、かつ簡単な操作で容易に製造しうる経済的に有利な新規コバルトイオン吸着材及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
（１）基本構造が、一般式
Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ・ｙＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ
（式中のｎは４〜１２の整数、ｘは０より大きく３未満の数、ｙは０より大きく３未満の数、ｚは０又は１である。）で表されるリン酸ジルコニウム／アルキルアミン（脂肪酸アミン）複合体から成ることを特徴とするコバルトイオン吸着材。
（２）ｎが、４〜１２の整数である、前記（１）記載のコバルトイオン吸着材。
（３）５０℃以上の高温水中で使用可能な、耐熱性を有する、前記（１）記載のコバルトイオン吸着材。
（４）脂肪族アミンにおけるアルキル基が、直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれかである、前記（１）記載のコバルトイオン吸着材。
（５）Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ粉末と、一般式
ＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ
（式中のｎは４〜１２の整数、ｚは０又は１である。）で表される脂肪族アミンを反応させることを特徴とするコバルトイオン吸着材の製造方法。
（６）脂肪族アミンが、炭素数４〜１２のアルキルアミン及びアルキレンジアミンの中から選ばれたものである、前記（４）記載のコバルトイオン吸着材の製造方法。
（７）脂肪族アミンにおけるアルキル基が、直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれかである、前記（５）記載のコバルトイオン吸着材の製造方法。
（８）脂肪族アミンの使用量が、リン酸ジルコニウムのカチオン交換容量に対し、１倍以上２倍以下である、前記（５）記載のコバルトイオン吸着材の製造方法。
【００１２】
次に、本発明について更に詳細に説明する。
本発明は、コバルトイオン吸着材であって、基本構造が、一般式 Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ・ｙＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ（式中のｎは４〜１２の整数、ｘは０より大きく３未満の数、ｙは０より大きく３未満の数、ｚは０又は１である。）で表されるリン酸ジルコニウム／アルキルアミン複合体から成ることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明は、上記コバルトイオン吸着材の製造方法であって、Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ粉末と、一般式 ＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ（式中のｎは４〜１２の整数、ｚは０又は１である。）で表される脂肪族アミンを反応させることを特徴とするものである。
【００１４】
すなわち、本発明は、基本構造が、一般式
Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ・ｙＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ
（式中のｎは４〜１２の整数、ｘは０より大きく３未満の数、ｙは０より大きく３未満の数、ｚは０又は１である。）で表されるコバルトイオン吸着材を提供するものである。本発明によれば、前記コバルトイオン吸着材は、リン酸ジルコニウムをアルキルアミン水溶液とともに攪拌処理し、得られたスラリーをろ別、水洗後、乾燥させることにより製造することができる。
【００１５】
本発明のコバルトイオン交換体は、一般式
Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ・ｙＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ
（式中のｎは４〜１２の整数、ｘは０より大きく３未満の数、ｙは０より大きく３未満の数、ｚは０又は１である。）で表される基本構造を有するものである。このような基本構造を有する複合体は、良好なコバルトイオン交換能を有している。
【００１６】
このようなコバルトイオン吸着材は、アルキルアミンのインターカレーションを施すことによって製造することができる。アルキルアミンの添加量は、リン酸ジルコニウムの交換容量以上とする。
【００１７】
脂肪族アミン複合化工程において、まず、脂肪族アミン含有溶液を調製する。この脂肪族アミン含有溶液における脂肪族アミン濃度は、特に制限されないが、通常、０．０５〜２．０モル／リットル、好ましくは０．２〜０．５モル／リットルの範囲で選ばれる。また、この脂肪族アミン使用量は、目的とするコバルトイオン吸着材の脂肪族アミン含有量に応じて適宜選ばれるが、リン酸ジルコニウムのカチオン交換容量（例えば、２．０ミリモル／ｇ）に対し、２倍以下となるように選ぶのが好適である。
【００１８】
この脂肪族アミンは、一般式ＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ
（式中のｚは０又は１、ｎは４〜１２の整数である。）で表されるアルキルアミン及びアルキレンジアミンの中から選ばれたものである。この脂肪族アミンにおけるアルキル基は、直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれかであってもよく、また、アルキレンジアミンの中の２個のアミンの結合位置については特に制限はない。
【００１９】
アルキルアミンの例としては、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミンなどが挙げられ、また、アルキレンジアミンの例として、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジアミノシクロヘキサン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミンなどが挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２０】
前記脂肪族アミン含有溶液を室温〜８０℃程度に加温し、これにリン酸ジルコニウム粉末を加え、上記温度を保持しながら、通常、１〜１４４時間、好ましくは８〜７２時間程度撹拌しながら、反応させた後、生成物をろ過などの公知の手段により取り出し、洗浄後、乾燥処理する。洗浄工程は、まず、水で洗浄した後、エタノールなどの水混和性低沸点溶剤で洗浄するのが好ましい。
【００２１】
乾燥には、一般的な乾燥機や乾燥剤の入ったデシケータを用い、例えば、室温ないし５０℃で乾燥する。また、スプレードライ方式あるいは凍結乾燥方式によっても乾燥できる。乾燥前に任意の形状に成形した後、乾燥してもよい。得られた生成物は、微粉末状の形態を示す。
【００２２】
このようにして得られたコバルト吸着材は、化学分析、Ｘ線回折、熱分析、赤外分光、走査型電子顕微鏡などの測定などによって確認できる。例えば、熱分析及び化学分析によりｘ，ｙ値を得ることができる。また、コバルトイオン吸着容量は、例えば、吸着材存在下の高温熱水条件でのコバルトイオンの濃度変化を調べることにより評価することができる。リン酸ジルコウムには、層間が存在し、コバルトイオンは、水素イオンとのイオン交換又は脂肪族アミンとの交換によりインターカレートし、層間に捕捉され、吸着されるものと推察される。
【００２３】
本発明のコバルトイオン吸着材の生成は、例えば、Ｘ線回折測定により容易に確認することができる。本発明のコバルト吸着材は、使用する脂肪族アミンのアルキル又はアルキレン鎖長に依存して回折線ピークが低角度側にシフトする。例えば、α型リン酸ジルコニウムに脂肪族アミンとしてブチルアミンを使用した場合には、層間隔が０．７６ｎｍから１．８９ｎｍに拡大し、層間にブチルアミンが二分子膜を形成した状態で存在するものと考えられる。また、本発明のリン酸ジルコニウムイオン交換体の形態は、走査型電子顕微鏡によって微粒子状の凝集体として観察することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、以下のような効果を奏する。
（１）本発明のコバルトイオン吸着材は、アルキルアミン複合化していないリン酸ジルコニウムイオン交換体に比べ、コバルトイオン吸着容量が大きい。
（２）本発明のコバルトイオン吸着材は、比較的低濃度（１Ｍ以下）のアルキルアミン溶液を用いて簡便な工程で製造することができる。
（３）本発明のコバルトイオン吸着材は、従来のコバルトイオン吸着材に比べ、耐熱性に優れ、コバルトイオン吸着能も良好なことから、１００℃以上の高温水中での使用が可能である。
（４）吸着したコバルトイオンは、希薄な酸溶液を用いて、ほぼ定量的に溶出、回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００２６】
１０ｇのα型リン酸ジルコニウムを０．５Ｍブチルアミン水溶液５００ｍｌに加え、７２時間振り混ぜた。得られた複合体を固液分離により回収し、水洗、エタノールで洗浄した後、６０℃で２４時間乾燥を行い、本発明製品１を得た。得られた本発明製品のＸ線回折結果では、リン酸ジルコニウム／ブチルアミン複合体の（２００），（４００），（００２），（−３１１），（２０２）及び（１１３）に相当すると考えられる２θ＝４．９，９．７°，１９．４°，２１．５°，２４．０°及び３３．９°などにピークが認められた（図１（ｂ））。化学分析から求めたｘの値は１．０であり、ｙの値は２．０であった。
【実施例２】
【００２７】
脂肪族アミンをオクチルアミンとした以外は実施例１に従って本発明製品２を得た。得られた本発明製品のＸ線回折結果では、リン酸ジルコニウム／ブチルアミン複合体の（２００），（４００），（６００），（００２），（２０２）及び（１１３）に相当すると考えられる２θ＝４．２，８．４°，１２．６°，１９．４°，２５．０°及び３３．９°などにピークが認められた（図１（ｃ））。化学分析から求めたｘの値は１．０であり、ｙの値は２．０であった。
【実施例３】
【００２８】
リン酸ジルコニウムをγ型リン酸ジルコニウムとした以外は実施例１に従って本発明製品３を得た。得られた本発明製品のＸ線回折結果では、リン酸ジルコニウム／ブチルアミン複合体の（２００）に相当すると考えられる２θ＝４．５４°にピークが認められた（図２（ｂ））。化学分析から求めたｘの値は２．０であり、ｙの値は２．０であった。
【実施例４】
【００２９】
脂肪族アミンをオクチルアミンとした以外は実施例３に従って本発明製品４を得た。得られた本発明製品のＸ線回折結果では、リン酸ジルコニウム／ヘキシルアミン複合体の（２００）及び（４００）に相当すると考えられる２θ＝３．７０°、７．５０°にピークが認められた（図２（ｃ））。化学分析から求めたｘの値は２．０であり、ｙの値は２．０であった。
【００３０】
比較例
アルキルアミンを含まないリン酸ジルコニウムのＸ線回折パターンは、銅管球、ニッケルフィルターを使用して測定した場合、α型リン酸ジルコニウム（比較例製品１）では２θ＝１１．７°，２０．４°，２５．０°，２５．３°及び３６．３°などにそれぞれα型リン酸ジルコニウム（Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ Ｈ２Ｏ：ＪＣＰＤＳ３３−１４８２）の（２００），（００２），（−３１１），（２０２）及び（１１３）回折線に対応するピークが認められる（図１（ａ））。
【００３１】
γ型リン酸ジルコニウム（比較例製品２）の場合には、２θ＝７．３°，１５．２°，２０．５°，２３．８°，２５．４°及び２６．９°にＺｒ（ＨＰＯ４）２２Ｈ２Ｏ：ＪＣＰＤＳ４５−００６８の（００１），（０１１），（−１０２），（１０２），（−１０３）及び（０２０）回折線に対応するピークが認められる（図２（ａ））。熱分析より、ｘの値はα型リン酸ジルコニウムで１．０、γ型リン酸ジルコニウムの場合に２．０となる。後者の組成式は、厳密にはＺｒ（Ｈ２ＰＯ４）２（ＰＯ４）２Ｈ２Ｏとして考えられている。
【実施例５】
【００３２】
得られた本発明製品１〜４及び比較例製品１、２を用いて、コバルトイオン吸着容量を反応温度１００，１５０及び２００℃で測定した。各製品０．１ｇと０．０５Ｍ硝酸コバルト水溶液１０ｍｌをテフロン（登録商標）内筒型圧力容器に加え、高温の恒温槽中で２４時間保持した。冷却後、反応容器中の溶液をろ過によりイオン交換体と固液分離し、ろ液中のコバルトイオン濃度をＩＣＰ発光分析により定量し、初期濃度との差からコバルトイオン交換容量を算出した。その結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
アルキルアミンを添加しないα型リン酸ジルコニウム（比較例製品１）では、１００℃では０．５ｍｍｏｌ／ｇと低いコバルトイオン吸着容量を示し、吸着温度の上昇により２００℃では、１．８２ｍｍｏｌ／ｇとなった。これに対し、ブチルアミンとの複合化により得られた実施例製品１及びヘキシルアミンとの複合化により得られた本発明製品２は、１００℃においても２．０ｍｍｏｌ／ｇ以上と比較例製品１に比べ高いコバルトイオン吸着容量を示し、特に２００℃では、ヘキシルアミン複合体では３．０ｍｍｏｌ／ｇ以上のコバルトイオン吸着量を有する。
【００３５】
一方、γ型リン酸ジルコニウム（比較例製品２）の場合、１００℃、１５０℃ではブチルアミンとの複合化により得られた本発明製品３及びヘキシルアミンとの複合化により得られた本発明製品４と同程度の吸着量を示すが、２００℃では、本発明製品３及び４は、２．０ｍｍｏｌ／ｇ以上のコバルトイオン吸着量を示した。これは、水熱温度が２００℃という高温水熱条件下でも高い吸着性能を有することから、吸着操作において、高温のまま使用することができ、しかも、高温での高い吸着速度が期待できることから、耐熱性の低いイオン交換樹脂に比べ、経済的であり、有利と考えられる。
【実施例６】
【００３６】
実施例１〜４及び比較例１，２のコバルトイオン吸着材について、コバルトイオンに対する分配係数について初期ｐＨを変化させて測定した。すなわち、２３ｍｌ容量のテフロン（登録商標）内筒密封容器に０．１Ｍ硝酸溶液を用いて初期ｐＨを調製した１０−３Ｍコバルトイオン溶液と吸着材０．０５ｇを入れ、２００℃の恒温で２４時間保持した後、固液を分離し、ろ液中のコバルトイオン濃度をＩＣＰ発光分光分析により定量し、分配係数（Ｋｄ）値を算出した。その結果を図３に示す。
【００３７】
比較例１の吸着材に比べ、実施例１及び実施例２の吸着材の分配係数はｐＨ２以上でｐＨとともに増加し、１０３以上の値を示す。一方、比較例製品２の場合、本発明製品３と同程度の分配係数を示すが、ヘキシルアミンとの複合化により得られた本発明製品４では、ｐＨ１．５以上で１０４以上と高い分配係数を示した。中性から弱アルカリｐＨ領域に水質管理されている原子炉冷却水への適用に際しては、ｐＨを調整することなく使用可能と判断される。また、ｐＨを１以下とした場合には、分配係数が極端に減少していることから、濃度が０．１Ｍ程度の希酸を用いて吸着材からコバルトイオンを回収することが可能と考えられる。
【００３８】
そこで、実施例５において、各温度でコバルトイオン吸着試験を行った実施例１から実施例４について、１Ｍ硝酸によるコバルトイオンの溶離試験を実施した。すなわち、２０ｍｌ容量のテフロン（登録商標）製密封容器に、コバルトを吸着した吸着材０．０２ｇと１Ｍ硝酸溶液１０ｍｌを加え、室温で７２時間保持した。固液を分離し、ろ液中のコバルトイオン濃度を分析し、溶出量を算出した。その結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】
脂肪族アミンと複合化していない比較例製品１及び２では、１Ｍ硝酸溶液を用いても完全にＣｏイオンを溶出することは困難であり、溶出率は６９−９４％程度であった。一方、脂肪族アミンとの複合体である本発明製品１−４では、コバルトイオン溶出率は９５％以上であり、ほぼ定量的に回収することができた。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上詳述したように、本発明は、コバルトイオン吸着材及びその製造方法に係るものであり、本発明のコバルトイオン吸着材は、アルキルアミン複合化していないリン酸ジルコニウムイオン交換体に比べ、コバルトイオン吸着容量が大きい。また、本発明のコバルトイオン吸着材は、比較的低濃度（１Ｍ以下）のアルキルアミン溶液を用いて簡便な工程で製造することができる。また、本発明のコバルトイオン吸着材は、従来のコバルトイオン吸着材に比べ、耐熱性に優れ、コバルトイオン吸着能も良好なことから、１００℃以上の高温水中での使用が可能である。更に、吸着したコバルトイオンは、希薄な酸溶液を用いて、ほぼ定量的に溶出、回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明製品のＸ線回折結果を示す。（ａ）α型リン酸ジルコニウム，（ｂ）α型リン酸ジルコニウム／ブチルアミン複合体，（ｃ）α型リン酸ジルコニウム／ヘキシルアミン複合体。
【図２】本発明製品のＸ線回折結果を示す。（ａ）γ型リン酸ジルコニウム，（ｂ）γ型リン酸ジルコニウム／ブチルアミン複合体，（ｃ）γ型リン酸ジルコニウム／ヘキシルアミン複合体。
【図３】コバルトイオン濃度をＩＣＰ発光分光分析により定量し、分配係数（ｋｄ）値を算出した結果を示す。（ａ）α型リン酸ジルコニウム，（ｂ）γ型リン酸ジルコニウム。Ｘ：アルキルアミン無添加，△：ブチルアミン複合体，◆：ヘキシルアミン複合体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規なコバルトイオン吸着材及びその製造方法に関するものであり、更に詳しくは、本発明は、例えば、２００℃の高温水中で、本発明のコバルトイオン吸着材０．１ｇ、０．０５Ｍコバルトイオン水溶液１０ｃｍ３から２ｍｍｏｌ／ｇ以上のコバルトイオン吸着量を示すコバルトイオン吸着材及び該コバルトイオン吸着材を効率よく製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、原子力発電においては、原子炉の一次冷却水中に配管などの原子炉材料から微量の金属が溶出し、炉心において放射化され、５４Ｍｎ，５９Ｆｅ，５８Ｃｏ，６０Ｃｏなどの放射性核種が生成することが知られている。この放射性核種を除去する目的で、イオン交換樹脂を用いた炉水浄化装置が取り付けられている。
【０００３】
しかしながら、イオン交換樹脂は、耐熱性に劣るため、高温の炉水の一部を取り出し、４０℃程度に冷却した後、炉水浄化装置に送り込み、浄化された水は再び加熱して炉水に戻す操作が行われている。このような方法では、熱損失を伴うことから、イオン交換樹脂に代わる、５０℃以上の高温水中で使用可能な耐熱性に優れるイオン交換材料の開発が望まれている。特に、放射性核種中のコバルトイオンは、放射化エネルギーが高く、原子炉の定期点検の際に作業者の被爆の原因となることが問題となっている。
【０００４】
高温水中からコバルトイオンを吸着除去する試みとしては、例えば、無機イオン交換体である結晶質チタン酸繊維を用いた例が報告されている（非特許文献１）。しかしながら、この結晶質チタン酸繊維は、コバルトイオン吸着能が１００℃以上で結晶相の変化に伴い低下することから、高温水中での使用には適さない。
【０００５】
また、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）や酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を高温吸着材として１５０−２５０℃の高温水中でのＣｏ吸着性が検討され、高温水中でコバルトイオンをＣｏＺｒＯ３やＣｏＡｌ２Ｏ４などの結晶中に取り込んだ化合物を生成する化学吸着能を有することが報告されている（非特許文献２）。しかしながら、この吸着材は、コバルトイオン交換容量が０．１ｍｍｏｌ／ｇ以下と小さく、実用化には適さないという欠点を有している。
【０００６】
層状リン酸塩金属化合物は、リン酸基由来の水素イオンと金属イオンとのイオン交換特性を示し、γ型リン酸チタンでは、３．６２ｍｅｑ／ｇ（１．８１ｍｍｏｌ／ｇ）のＣｏイオン吸着容量を示すことが報告されている（非特許文献３）。しかしながら、温度の上昇によりＣｏ吸着容量が増加するものの、１００℃以上での高温水中での吸着容量については検討されていない。
【０００７】
リン酸ジルコニウムも、層状構造を有し、層間に存在する水素イオンが他の陽イオンと交換可能なこと、及びチタンと異なり酸化数が変わらないこと、化学的に安定な構造を有することから、耐熱性を有する無機イオン交換体のひとつとして注目されている。しかしながら、リン酸ジルコニウムは、イオン交換による金属イオン吸着性能を有するが、Ｃｏイオンなどの遷移金属イオンに対する選択性は高くないという問題点がある。
【０００８】
【非特許文献１】Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．，５９，４９（１９８６）
【非特許文献２】Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，３５（１４），ｐｐ．２３２７−２３４１（２０００）
【非特許文献３】Ｓｏｌｖｅｎｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ，１３（１），１７９−１８７（１９９５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような状況の中で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、コバルトイオン選択性に優れたコバルト吸着材について、鋭意研究を重ねた結果、特定の構造を有するジルコニウム、リン酸及び脂肪族アミンからなる複合化合物が耐熱性に優れ、かつコバルト吸着能を有すること、そして、このものは、リン酸ジルコニウムと特定の脂肪族アミンとを反応させることにより、容易に得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明は、従来のコバルトイオン吸着材がもつ欠点を克服し、コバルトイオン吸着能に優れ、かつ簡単な操作で容易に製造しうる経済的に有利な新規コバルトイオン吸着材及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
（１）基本構造が、一般式
Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ・ｙＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ
（式中のｎは４〜１２の整数、ｘは０より大きく３未満の数、ｙは０より大きく３未満の数、ｚは０又は１である。）で表されるリン酸ジルコニウム／アルキルアミン（脂肪酸アミン）複合体から成ることを特徴とするコバルトイオン吸着材。
（２）ｎが、４〜１２の整数である、前記（１）記載のコバルトイオン吸着材。
（３）５０℃以上の高温水中で使用可能な、耐熱性を有する、前記（１）記載のコバルトイオン吸着材。
（４）脂肪族アミンにおけるアルキル基が、直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれかである、前記（１）記載のコバルトイオン吸着材。
（５）Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ粉末と、一般式
ＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ
（式中のｎは４〜１２の整数、ｚは０又は１である。）で表される脂肪族アミンを反応させることを特徴とするコバルトイオン吸着材の製造方法。
（６）脂肪族アミンが、炭素数４〜１２のアルキルアミン及びアルキレンジアミンの中から選ばれたものである、前記（４）記載のコバルトイオン吸着材の製造方法。
（７）脂肪族アミンにおけるアルキル基が、直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれかである、前記（５）記載のコバルトイオン吸着材の製造方法。
（８）脂肪族アミンの使用量が、リン酸ジルコニウムのカチオン交換容量に対し、１倍以上２倍以下である、前記（５）記載のコバルトイオン吸着材の製造方法。
【００１２】
次に、本発明について更に詳細に説明する。
本発明は、コバルトイオン吸着材であって、基本構造が、一般式 Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ・ｙＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ（式中のｎは４〜１２の整数、ｘは０より大きく３未満の数、ｙは０より大きく３未満の数、ｚは０又は１である。）で表されるリン酸ジルコニウム／アルキルアミン複合体から成ることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明は、上記コバルトイオン吸着材の製造方法であって、Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ粉末と、一般式 ＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ（式中のｎは４〜１２の整数、ｚは０又は１である。）で表される脂肪族アミンを反応させることを特徴とするものである。
【００１４】
すなわち、本発明は、基本構造が、一般式
Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ・ｙＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ
（式中のｎは４〜１２の整数、ｘは０より大きく３未満の数、ｙは０より大きく３未満の数、ｚは０又は１である。）で表されるコバルトイオン吸着材を提供するものである。本発明によれば、前記コバルトイオン吸着材は、リン酸ジルコニウムをアルキルアミン水溶液とともに攪拌処理し、得られたスラリーをろ別、水洗後、乾燥させることにより製造することができる。
【００１５】
本発明のコバルトイオン交換体は、一般式
Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ・ｙＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ
（式中のｎは４〜１２の整数、ｘは０より大きく３未満の数、ｙは０より大きく３未満の数、ｚは０又は１である。）で表される基本構造を有するものである。このような基本構造を有する複合体は、良好なコバルトイオン交換能を有している。
【００１６】
このようなコバルトイオン吸着材は、アルキルアミンのインターカレーションを施すことによって製造することができる。アルキルアミンの添加量は、リン酸ジルコニウムの交換容量以上とする。
【００１７】
脂肪族アミン複合化工程において、まず、脂肪族アミン含有溶液を調製する。この脂肪族アミン含有溶液における脂肪族アミン濃度は、特に制限されないが、通常、０．０５〜２．０モル／リットル、好ましくは０．２〜０．５モル／リットルの範囲で選ばれる。また、この脂肪族アミン使用量は、目的とするコバルトイオン吸着材の脂肪族アミン含有量に応じて適宜選ばれるが、リン酸ジルコニウムのカチオン交換容量（例えば、２．０ミリモル／ｇ）に対し、２倍以下となるように選ぶのが好適である。
【００１８】
この脂肪族アミンは、一般式ＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ
（式中のｚは０又は１、ｎは４〜１２の整数である。）で表されるアルキルアミン及びアルキレンジアミンの中から選ばれたものである。この脂肪族アミンにおけるアルキル基は、直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれかであってもよく、また、アルキレンジアミンの中の２個のアミンの結合位置については特に制限はない。
【００１９】
アルキルアミンの例としては、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミンなどが挙げられ、また、アルキレンジアミンの例として、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジアミノシクロヘキサン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミンなどが挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２０】
前記脂肪族アミン含有溶液を室温〜８０℃程度に加温し、これにリン酸ジルコニウム粉末を加え、上記温度を保持しながら、通常、１〜１４４時間、好ましくは８〜７２時間程度撹拌しながら、反応させた後、生成物をろ過などの公知の手段により取り出し、洗浄後、乾燥処理する。洗浄工程は、まず、水で洗浄した後、エタノールなどの水混和性低沸点溶剤で洗浄するのが好ましい。
【００２１】
乾燥には、一般的な乾燥機や乾燥剤の入ったデシケータを用い、例えば、室温ないし５０℃で乾燥する。また、スプレードライ方式あるいは凍結乾燥方式によっても乾燥できる。乾燥前に任意の形状に成形した後、乾燥してもよい。得られた生成物は、微粉末状の形態を示す。
【００２２】
このようにして得られたコバルト吸着材は、化学分析、Ｘ線回折、熱分析、赤外分光、走査型電子顕微鏡などの測定などによって確認できる。例えば、熱分析及び化学分析によりｘ，ｙ値を得ることができる。また、コバルトイオン吸着容量は、例えば、吸着材存在下の高温熱水条件でのコバルトイオンの濃度変化を調べることにより評価することができる。リン酸ジルコウムには、層間が存在し、コバルトイオンは、水素イオンとのイオン交換又は脂肪族アミンとの交換によりインターカレートし、層間に捕捉され、吸着されるものと推察される。
【００２３】
本発明のコバルトイオン吸着材の生成は、例えば、Ｘ線回折測定により容易に確認することができる。本発明のコバルト吸着材は、使用する脂肪族アミンのアルキル又はアルキレン鎖長に依存して回折線ピークが低角度側にシフトする。例えば、α型リン酸ジルコニウムに脂肪族アミンとしてブチルアミンを使用した場合には、層間隔が０．７６ｎｍから１．８９ｎｍに拡大し、層間にブチルアミンが二分子膜を形成した状態で存在するものと考えられる。また、本発明のリン酸ジルコニウムイオン交換体の形態は、走査型電子顕微鏡によって微粒子状の凝集体として観察することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、以下のような効果を奏する。
（１）本発明のコバルトイオン吸着材は、アルキルアミン複合化していないリン酸ジルコニウムイオン交換体に比べ、コバルトイオン吸着容量が大きい。
（２）本発明のコバルトイオン吸着材は、比較的低濃度（１Ｍ以下）のアルキルアミン溶液を用いて簡便な工程で製造することができる。
（３）本発明のコバルトイオン吸着材は、従来のコバルトイオン吸着材に比べ、耐熱性に優れ、コバルトイオン吸着能も良好なことから、１００℃以上の高温水中での使用が可能である。
（４）吸着したコバルトイオンは、希薄な酸溶液を用いて、ほぼ定量的に溶出、回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００２６】
１０ｇのα型リン酸ジルコニウムを０．５Ｍブチルアミン水溶液５００ｍｌに加え、７２時間振り混ぜた。得られた複合体を固液分離により回収し、水洗、エタノールで洗浄した後、６０℃で２４時間乾燥を行い、本発明製品１を得た。得られた本発明製品のＸ線回折結果では、リン酸ジルコニウム／ブチルアミン複合体の（２００），（４００），（００２），（−３１１），（２０２）及び（１１３）に相当すると考えられる２θ＝４．９，９．７°，１９．４°，２１．５°，２４．０°及び３３．９°などにピークが認められた（図１（ｂ））。化学分析から求めたｘの値は１．０であり、ｙの値は２．０であった。
【実施例２】
【００２７】
脂肪族アミンをオクチルアミンとした以外は実施例１に従って本発明製品２を得た。得られた本発明製品のＸ線回折結果では、リン酸ジルコニウム／ブチルアミン複合体の（２００），（４００），（６００），（００２），（２０２）及び（１１３）に相当すると考えられる２θ＝４．２，８．４°，１２．６°，１９．４°，２５．０°及び３３．９°などにピークが認められた（図１（ｃ））。化学分析から求めたｘの値は１．０であり、ｙの値は２．０であった。
【実施例３】
【００２８】
リン酸ジルコニウムをγ型リン酸ジルコニウムとした以外は実施例１に従って本発明製品３を得た。得られた本発明製品のＸ線回折結果では、リン酸ジルコニウム／ブチルアミン複合体の（２００）に相当すると考えられる２θ＝４．５４°にピークが認められた（図２（ｂ））。化学分析から求めたｘの値は２．０であり、ｙの値は２．０であった。
【実施例４】
【００２９】
脂肪族アミンをオクチルアミンとした以外は実施例３に従って本発明製品４を得た。得られた本発明製品のＸ線回折結果では、リン酸ジルコニウム／ヘキシルアミン複合体の（２００）及び（４００）に相当すると考えられる２θ＝３．７０°、７．５０°にピークが認められた（図２（ｃ））。化学分析から求めたｘの値は２．０であり、ｙの値は２．０であった。
【００３０】
比較例
アルキルアミンを含まないリン酸ジルコニウムのＸ線回折パターンは、銅管球、ニッケルフィルターを使用して測定した場合、α型リン酸ジルコニウム（比較例製品１）では２θ＝１１．７°，２０．４°，２５．０°，２５．３°及び３６．３°などにそれぞれα型リン酸ジルコニウム（Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ Ｈ２Ｏ：ＪＣＰＤＳ３３−１４８２）の（２００），（００２），（−３１１），（２０２）及び（１１３）回折線に対応するピークが認められる（図１（ａ））。
【００３１】
γ型リン酸ジルコニウム（比較例製品２）の場合には、２θ＝７．３°，１５．２°，２０．５°，２３．８°，２５．４°及び２６．９°にＺｒ（ＨＰＯ４）２２Ｈ２Ｏ：ＪＣＰＤＳ４５−００６８の（００１），（０１１），（−１０２），（１０２），（−１０３）及び（０２０）回折線に対応するピークが認められる（図２（ａ））。熱分析より、ｘの値はα型リン酸ジルコニウムで１．０、γ型リン酸ジルコニウムの場合に２．０となる。後者の組成式は、厳密にはＺｒ（Ｈ２ＰＯ４）２（ＰＯ４）２Ｈ２Ｏとして考えられている。
【実施例５】
【００３２】
得られた本発明製品１〜４及び比較例製品１、２を用いて、コバルトイオン吸着容量を反応温度１００，１５０及び２００℃で測定した。各製品０．１ｇと０．０５Ｍ硝酸コバルト水溶液１０ｍｌをテフロン（登録商標）内筒型圧力容器に加え、高温の恒温槽中で２４時間保持した。冷却後、反応容器中の溶液をろ過によりイオン交換体と固液分離し、ろ液中のコバルトイオン濃度をＩＣＰ発光分析により定量し、初期濃度との差からコバルトイオン交換容量を算出した。その結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
アルキルアミンを添加しないα型リン酸ジルコニウム（比較例製品１）では、１００℃では０．５ｍｍｏｌ／ｇと低いコバルトイオン吸着容量を示し、吸着温度の上昇により２００℃では、１．８２ｍｍｏｌ／ｇとなった。これに対し、ブチルアミンとの複合化により得られた実施例製品１及びヘキシルアミンとの複合化により得られた本発明製品２は、１００℃においても２．０ｍｍｏｌ／ｇ以上と比較例製品１に比べ高いコバルトイオン吸着容量を示し、特に２００℃では、ヘキシルアミン複合体では３．０ｍｍｏｌ／ｇ以上のコバルトイオン吸着量を有する。
【００３５】
一方、γ型リン酸ジルコニウム（比較例製品２）の場合、１００℃、１５０℃ではブチルアミンとの複合化により得られた本発明製品３及びヘキシルアミンとの複合化により得られた本発明製品４と同程度の吸着量を示すが、２００℃では、本発明製品３及び４は、２．０ｍｍｏｌ／ｇ以上のコバルトイオン吸着量を示した。これは、水熱温度が２００℃という高温水熱条件下でも高い吸着性能を有することから、吸着操作において、高温のまま使用することができ、しかも、高温での高い吸着速度が期待できることから、耐熱性の低いイオン交換樹脂に比べ、経済的であり、有利と考えられる。
【実施例６】
【００３６】
実施例１〜４及び比較例１，２のコバルトイオン吸着材について、コバルトイオンに対する分配係数について初期ｐＨを変化させて測定した。すなわち、２３ｍｌ容量のテフロン（登録商標）内筒密封容器に０．１Ｍ硝酸溶液を用いて初期ｐＨを調製した１０−３Ｍコバルトイオン溶液と吸着材０．０５ｇを入れ、２００℃の恒温で２４時間保持した後、固液を分離し、ろ液中のコバルトイオン濃度をＩＣＰ発光分光分析により定量し、分配係数（Ｋｄ）値を算出した。その結果を図３に示す。
【００３７】
比較例１の吸着材に比べ、実施例１及び実施例２の吸着材の分配係数はｐＨ２以上でｐＨとともに増加し、１０３以上の値を示す。一方、比較例製品２の場合、本発明製品３と同程度の分配係数を示すが、ヘキシルアミンとの複合化により得られた本発明製品４では、ｐＨ１．５以上で１０４以上と高い分配係数を示した。中性から弱アルカリｐＨ領域に水質管理されている原子炉冷却水への適用に際しては、ｐＨを調整することなく使用可能と判断される。また、ｐＨを１以下とした場合には、分配係数が極端に減少していることから、濃度が０．１Ｍ程度の希酸を用いて吸着材からコバルトイオンを回収することが可能と考えられる。
【００３８】
そこで、実施例５において、各温度でコバルトイオン吸着試験を行った実施例１から実施例４について、１Ｍ硝酸によるコバルトイオンの溶離試験を実施した。すなわち、２０ｍｌ容量のテフロン（登録商標）製密封容器に、コバルトを吸着した吸着材０．０２ｇと１Ｍ硝酸溶液１０ｍｌを加え、室温で７２時間保持した。固液を分離し、ろ液中のコバルトイオン濃度を分析し、溶出量を算出した。その結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】
脂肪族アミンと複合化していない比較例製品１及び２では、１Ｍ硝酸溶液を用いても完全にＣｏイオンを溶出することは困難であり、溶出率は６９−９４％程度であった。一方、脂肪族アミンとの複合体である本発明製品１−４では、コバルトイオン溶出率は９５％以上であり、ほぼ定量的に回収することができた。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上詳述したように、本発明は、コバルトイオン吸着材及びその製造方法に係るものであり、本発明のコバルトイオン吸着材は、アルキルアミン複合化していないリン酸ジルコニウムイオン交換体に比べ、コバルトイオン吸着容量が大きい。また、本発明のコバルトイオン吸着材は、比較的低濃度（１Ｍ以下）のアルキルアミン溶液を用いて簡便な工程で製造することができる。また、本発明のコバルトイオン吸着材は、従来のコバルトイオン吸着材に比べ、耐熱性に優れ、コバルトイオン吸着能も良好なことから、１００℃以上の高温水中での使用が可能である。更に、吸着したコバルトイオンは、希薄な酸溶液を用いて、ほぼ定量的に溶出、回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明製品のＸ線回折結果を示す。（ａ）α型リン酸ジルコニウム，（ｂ）α型リン酸ジルコニウム／ブチルアミン複合体，（ｃ）α型リン酸ジルコニウム／ヘキシルアミン複合体。
【図２】本発明製品のＸ線回折結果を示す。（ａ）γ型リン酸ジルコニウム，（ｂ）γ型リン酸ジルコニウム／ブチルアミン複合体，（ｃ）γ型リン酸ジルコニウム／ヘキシルアミン複合体。
【図３】コバルトイオン濃度をＩＣＰ発光分光分析により定量し、分配係数（ｋｄ）値を算出した結果を示す。（ａ）α型リン酸ジルコニウム，（ｂ）γ型リン酸ジルコニウム。Ｘ：アルキルアミン無添加，△：ブチルアミン複合体，◆：ヘキシルアミン複合体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本構造が、一般式
Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ・ｙＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ
（式中のｎは４〜１２の整数、ｘは０より大きく３未満の数、ｙは０より大きく３未満の数、ｚは０又は１である。）で表されるリン酸ジルコニウム／アルキルアミン（脂肪酸アミン）複合体から成ることを特徴とするコバルトイオン吸着材。
【請求項２】
ｎが、４〜１２の整数である、請求項１記載のコバルトイオン吸着材。
【請求項３】
５０℃以上の高温水中で使用可能な、耐熱性を有する、請求項１記載のコバルトイオン吸着材。
【請求項４】
脂肪族アミンにおけるアルキル基が、直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれかである、請求項１記載のコバルトイオン吸着材。
【請求項５】
Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ粉末と、一般式
ＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ
（式中のｎは４〜１２の整数、ｚは０又は１である。）で表される脂肪族アミンを反応させることを特徴とするコバルトイオン吸着材の製造方法。
【請求項６】
脂肪族アミンが、炭素数４〜１２のアルキルアミン及びアルキレンジアミンの中から選ばれたものである、請求項４記載のコバルトイオン吸着材の製造方法。
【請求項７】
脂肪族アミンにおけるアルキル基が、直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれかである、請求項５記載のコバルトイオン吸着材の製造方法。
【請求項８】
脂肪族アミンの使用量が、リン酸ジルコニウムのカチオン交換容量に対し、１倍以上２倍以下である、請求項５記載のコバルトイオン吸着材の製造方法。
【請求項１】
基本構造が、一般式
Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ・ｙＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ
（式中のｎは４〜１２の整数、ｘは０より大きく３未満の数、ｙは０より大きく３未満の数、ｚは０又は１である。）で表されるリン酸ジルコニウム／アルキルアミン（脂肪酸アミン）複合体から成ることを特徴とするコバルトイオン吸着材。
【請求項２】
ｎが、４〜１２の整数である、請求項１記載のコバルトイオン吸着材。
【請求項３】
５０℃以上の高温水中で使用可能な、耐熱性を有する、請求項１記載のコバルトイオン吸着材。
【請求項４】
脂肪族アミンにおけるアルキル基が、直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれかである、請求項１記載のコバルトイオン吸着材。
【請求項５】
Ｚｒ（ＨＰＯ４）２ｘＨ２Ｏ粉末と、一般式
ＣｎＨ２ｎ＋ｚ（ＮＨ２）２−ｚ
（式中のｎは４〜１２の整数、ｚは０又は１である。）で表される脂肪族アミンを反応させることを特徴とするコバルトイオン吸着材の製造方法。
【請求項６】
脂肪族アミンが、炭素数４〜１２のアルキルアミン及びアルキレンジアミンの中から選ばれたものである、請求項４記載のコバルトイオン吸着材の製造方法。
【請求項７】
脂肪族アミンにおけるアルキル基が、直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれかである、請求項５記載のコバルトイオン吸着材の製造方法。
【請求項８】
脂肪族アミンの使用量が、リン酸ジルコニウムのカチオン交換容量に対し、１倍以上２倍以下である、請求項５記載のコバルトイオン吸着材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−５６４１３（Ｐ２００９−５６４１３Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２７０２４（Ｐ２００７−２２７０２４）
【出願日】平成１９年８月３１日（２００７．８．３１）
【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１９年度、文部科学省、原子力試験研究事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３１日（２００７．８．３１）
【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１９年度、文部科学省、原子力試験研究事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
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