天然物を原料とする,フッ素汚染水処理のための高機能材料の開発

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動物の生体内において,体液中に含まれる0.2〜0.3ppmという低濃度のフッ素が骨や歯などの硬組織へフッ素アパタイト(FAp,Ca_<10>(PO_4)_6F_2)として取り込まれるプロセスを模倣することによって,地下水に含まれる低濃度のフッ素をFApの形で固定し,高効率に除去することができる。本研究では本法で汚染水中のフッ素をFApの形で固定し除去するために必要な,FApあるいは水酸アパタイト(HAp,Ca_<10>(PO_4)_6(OH)_2)を主成分とする材料を天然物を原料として合成することを目的とした。原料として豚の骨を用いて検討を行った結果,単純な加熱処理により大きな比表面積を有する多孔体材料が得られた。得られた材料の成分を分析した結果,本材料は無機成分としてHApのみを含み,その他の不純物はほとんど含まれていなかった。このような材料は上記に示したフッ素汚染水の処理に最適な構造,組成を有する材料であると考えられる。さらに加熱処理後の材料に含まれるHApは,加熱温度が低いときは骨に含まれるHApと同様の結晶性の悪いものであり,加熱温度が高くなると結晶性がよいものが得られた。また,この加熱処理の温度は厳密に制御する必要がないことが明らかとなった。以上の結果より,地下水のような大量の汚染水を処理するために必要な大量の処理用材料も,食用に供した後に多量に発生する動物骨を比較的単純な加熱装置で加熱処理することにより,容易に得ることができると考えられる。今後は得られた材料を実際にフッ素汚染水の処理に用い,フッ素除去能力と材料の巨視的構造および材料中のHApの微視的構造の関係を明らかにする必要があると考えられる。