JP2000178531A - 捕集材、それを積層した捕集材カセット及びそれを使用して海水から溶存金属を吸着回収する方法 - Google Patents
捕集材、それを積層した捕集材カセット及びそれを使用して海水から溶存金属を吸着回収する方法Info
- Publication number
- JP2000178531A JP2000178531A JP10354194A JP35419498A JP2000178531A JP 2000178531 A JP2000178531 A JP 2000178531A JP 10354194 A JP10354194 A JP 10354194A JP 35419498 A JP35419498 A JP 35419498A JP 2000178531 A JP2000178531 A JP 2000178531A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- seawater
- graft
- fiber
- polyolefin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ポリオレフィン系繊維基材にグラフト重合側
鎖にアドキシム基及び／又は親水基を導入することによ
り、黒潮等の海水中に係留しておくだけで海水中に溶解
している有用金属を高効率で回収することができる捕集
材及び捕集方法。 【解決手段】 放射線照射グラフト重合法により、オレ
フィン系繊維基材に、親水基を有するモノマーの存在下
又は不存在下で、アクリロニトリル（ＣＨ2＝ＣＨＣ
Ｎ）等のシアン基（−ＣＮ）を含有する重合性モノマー
をグラフト重合させてグラフト重合側鎖を形成させ、そ
のグラフト側鎖のシアン基にヒドロキシルアミン（ＮＨ
2ＯＨ）を反応させることにより、グラフト側鎖のシア
ン基をアドキシム基に変換させることからなる捕集材、
及びその捕集材を使用する方法。
鎖にアドキシム基及び／又は親水基を導入することによ
り、黒潮等の海水中に係留しておくだけで海水中に溶解
している有用金属を高効率で回収することができる捕集
材及び捕集方法。 【解決手段】 放射線照射グラフト重合法により、オレ
フィン系繊維基材に、親水基を有するモノマーの存在下
又は不存在下で、アクリロニトリル（ＣＨ2＝ＣＨＣ
Ｎ）等のシアン基（−ＣＮ）を含有する重合性モノマー
をグラフト重合させてグラフト重合側鎖を形成させ、そ
のグラフト側鎖のシアン基にヒドロキシルアミン（ＮＨ
2ＯＨ）を反応させることにより、グラフト側鎖のシア
ン基をアドキシム基に変換させることからなる捕集材、
及びその捕集材を使用する方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリオレフィン系
繊維基材のグラフト重合側鎖にアミドキシム基、又はア
ミドキシム基と親水基とを導入することにより、海水中
に係留しておくだけで海水中に溶解しているバナジウ
ム、コバルト、ウラン、チタン等の有用金属を高効率で
回収することができる捕集材、捕集材カセット及びそれ
を使用した捕集方法に関するものである。
繊維基材のグラフト重合側鎖にアミドキシム基、又はア
ミドキシム基と親水基とを導入することにより、海水中
に係留しておくだけで海水中に溶解しているバナジウ
ム、コバルト、ウラン、チタン等の有用金属を高効率で
回収することができる捕集材、捕集材カセット及びそれ
を使用した捕集方法に関するものである。
【０００２】即ち、本発明の捕集材は、放射線照射グラ
フト重合法により、ポリオレフィン系繊維基材にアクリ
ロニトリル（ＣＨ2＝ＣＨＣＮ）等のシアン基（−Ｃ
Ｎ）を含有する重合性モノマーをグラフト重合させてグ
ラフト重合側鎖を形成させ、そのグラフト重合側鎖のシ
アン基にヒドロキシルアミン（ＮＨ2ＯＨ）等を反応さ
せ、そのグラフト重合側鎖のシアン基をアミドキシム基
に変換させることから得られる。
フト重合法により、ポリオレフィン系繊維基材にアクリ
ロニトリル（ＣＨ2＝ＣＨＣＮ）等のシアン基（−Ｃ
Ｎ）を含有する重合性モノマーをグラフト重合させてグ
ラフト重合側鎖を形成させ、そのグラフト重合側鎖のシ
アン基にヒドロキシルアミン（ＮＨ2ＯＨ）等を反応さ
せ、そのグラフト重合側鎖のシアン基をアミドキシム基
に変換させることから得られる。
【０００３】又、本発明の捕集材は、複数枚の捕集材が
ネットで挟まれて構成され、それが間隔をおいて積層固
定されて捕集材カセットが構成されている。本発明の方
法は、この捕集材カセットを籠型容器に収容し、この容
器を海中に多数係留して海水中から溶存金属を吸着回収
するものである。
ネットで挟まれて構成され、それが間隔をおいて積層固
定されて捕集材カセットが構成されている。本発明の方
法は、この捕集材カセットを籠型容器に収容し、この容
器を海中に多数係留して海水中から溶存金属を吸着回収
するものである。
【０００４】
【従来の技術】海水中にはバナジウム、ウラン等の日本
では殆ど産出しない希少金属が溶存しているが、その濃
度は非常に希薄であり、バナジウムでは海水１トン当た
り１．９ｍｇ程度に過ぎず、又ウランでは同じく３．３
ｍｇ程度に過ぎない。
では殆ど産出しない希少金属が溶存しているが、その濃
度は非常に希薄であり、バナジウムでは海水１トン当た
り１．９ｍｇ程度に過ぎず、又ウランでは同じく３．３
ｍｇ程度に過ぎない。
【０００５】従来、吸着剤を使用して海水中のウランを
回収する方法としては、チタン酸粒子を海水と接触させ
て海水中のウランを吸着させ、そのチタン酸粒子に微細
気泡を付着させることによりチタン酸粒子を海水から浮
上分離してウランを回収する方法（特開昭５４−６１０
１８号）、海水中から予めカルシウムイオン又は炭酸イ
オンを除去した後、含水金属酸化物吸着剤に海水中のウ
ランを吸着させて回収する方法（特開昭５４−７９１１
１号）、ポリエチレンイミン誘導体にヒドロキシルアミ
ンを反応させて得られた捕集材を使用して海水中に溶存
する金属イオンを吸着回収する方法（特開昭６２−４８
７２５号）、及びカリキサレン誘導体を使用して海水中
のウランを吸着回収する方法（特開昭６２−１３６２４
２号）等があった。
回収する方法としては、チタン酸粒子を海水と接触させ
て海水中のウランを吸着させ、そのチタン酸粒子に微細
気泡を付着させることによりチタン酸粒子を海水から浮
上分離してウランを回収する方法（特開昭５４−６１０
１８号）、海水中から予めカルシウムイオン又は炭酸イ
オンを除去した後、含水金属酸化物吸着剤に海水中のウ
ランを吸着させて回収する方法（特開昭５４−７９１１
１号）、ポリエチレンイミン誘導体にヒドロキシルアミ
ンを反応させて得られた捕集材を使用して海水中に溶存
する金属イオンを吸着回収する方法（特開昭６２−４８
７２５号）、及びカリキサレン誘導体を使用して海水中
のウランを吸着回収する方法（特開昭６２−１３６２４
２号）等があった。
【０００６】又、従来、キレート系樹脂を使用して溶存
金属を回収する方法としては、クロロメチル化架橋ポリ
スチレンに特定の残基を導入した後、これにヒドロキシ
ルアミンを反応させることにより得られた吸着樹脂を使
用して海水から溶存金属を吸着回収する方法（特開昭５
９−８４９０７号）、マロニルジヒドロキサム酸残基を
有するキレート樹脂を吸着材として使用して溶存金属を
吸着回収する方法（特開昭５９−８３７３０号）、及び
分子中に特定構造の官能基を有するキレート樹脂を使用
して溶存金属を吸着回収する方法（特開昭６０−１１２
２４号）等があった。
金属を回収する方法としては、クロロメチル化架橋ポリ
スチレンに特定の残基を導入した後、これにヒドロキシ
ルアミンを反応させることにより得られた吸着樹脂を使
用して海水から溶存金属を吸着回収する方法（特開昭５
９−８４９０７号）、マロニルジヒドロキサム酸残基を
有するキレート樹脂を吸着材として使用して溶存金属を
吸着回収する方法（特開昭５９−８３７３０号）、及び
分子中に特定構造の官能基を有するキレート樹脂を使用
して溶存金属を吸着回収する方法（特開昭６０−１１２
２４号）等があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の吸着剤を使
用して海水中のウランを回収する方法及びキレート系樹
脂を使用して溶存金属を回収する方法は、ウラン又は金
属を企業的規模で捕集することができず、今日まで実際
に実施されていないが、鉱物資源に恵まれていない我が
国にとっては、周囲を囲む海からそれに溶存している金
属を捕集して利用することが長らく望まれていた。
用して海水中のウランを回収する方法及びキレート系樹
脂を使用して溶存金属を回収する方法は、ウラン又は金
属を企業的規模で捕集することができず、今日まで実際
に実施されていないが、鉱物資源に恵まれていない我が
国にとっては、周囲を囲む海からそれに溶存している金
属を捕集して利用することが長らく望まれていた。
【０００８】本発明の捕集材は、黒潮等の海水に浸漬係
留して置いておくだけで、海水中にわずかに溶けている
バナジウム、ウラン、コバルト、チタン、モリブデン等
の有用金属を回収することができるものであり、その捕
集材は、オイルフェンス等に使用されているポリエチレ
ン等の繊維に放射線照射処理を施して、これに金属を選
択的に捕集する化学構造を結合させたものである。
留して置いておくだけで、海水中にわずかに溶けている
バナジウム、ウラン、コバルト、チタン、モリブデン等
の有用金属を回収することができるものであり、その捕
集材は、オイルフェンス等に使用されているポリエチレ
ン等の繊維に放射線照射処理を施して、これに金属を選
択的に捕集する化学構造を結合させたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明においては、
（ａ）ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィ
ン繊維からなる不織布又は織布形状の繊維基材にアクリ
ロニトリルをグラフト重合し、そのグラフト重合側鎖に
アミドキシム基を導入して得られた捕集材、（ｂ）前記
不織布又は織布形状の繊維基材にアクリロニトリルと親
水基を有する重合性モノマーとを共グラフト重合し、そ
のアクリロニトリルからなるグラフト重合側鎖にアミド
キシム基を導入して得られた捕集材、又は（ｃ）ポリプ
ロピレン等のポリオレフィン系繊維にポリエチレン等の
異なるポリオレフィンをコーティングした芯鞘構造の繊
維からなる不織布又は織布形状の繊維基材に、アクリロ
ニトリル、又はアクリロニトリルと親水基を有する重合
性モノマーとをグラフト重合し、このアクリロニトリル
からなるグラフト重合側鎖にアミドキシム基を導入して
得られた捕集材が使用される。
（ａ）ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィ
ン繊維からなる不織布又は織布形状の繊維基材にアクリ
ロニトリルをグラフト重合し、そのグラフト重合側鎖に
アミドキシム基を導入して得られた捕集材、（ｂ）前記
不織布又は織布形状の繊維基材にアクリロニトリルと親
水基を有する重合性モノマーとを共グラフト重合し、そ
のアクリロニトリルからなるグラフト重合側鎖にアミド
キシム基を導入して得られた捕集材、又は（ｃ）ポリプ
ロピレン等のポリオレフィン系繊維にポリエチレン等の
異なるポリオレフィンをコーティングした芯鞘構造の繊
維からなる不織布又は織布形状の繊維基材に、アクリロ
ニトリル、又はアクリロニトリルと親水基を有する重合
性モノマーとをグラフト重合し、このアクリロニトリル
からなるグラフト重合側鎖にアミドキシム基を導入して
得られた捕集材が使用される。
【００１０】又、本発明においては、複数の捕集材を積
層し、これをネット間に挟んで構成されたものを、更に
複数個間隔を置いて固定して得られた捕集材カセットの
構造として使用される。
層し、これをネット間に挟んで構成されたものを、更に
複数個間隔を置いて固定して得られた捕集材カセットの
構造として使用される。
【００１１】更に又、本発明の捕集材を使用した捕集方
法は、本発明の捕集材カセットを耐食性籠中に収納し、
この籠をロープに間隔を置いて結合し、そのロープ先端
にアンカーを結合し、その他端にブイを結合して海水中
の深さ方向又は横方向に係留して海水と捕集材とを接触
させることにより、海水中から溶存金属を捕集するもの
である。
法は、本発明の捕集材カセットを耐食性籠中に収納し、
この籠をロープに間隔を置いて結合し、そのロープ先端
にアンカーを結合し、その他端にブイを結合して海水中
の深さ方向又は横方向に係留して海水と捕集材とを接触
させることにより、海水中から溶存金属を捕集するもの
である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明で使用される海水からの溶
存金属の捕集材の繊維基材の具体例としては、図１に示
されるように、その繊維断面形状において、芯材がポリ
プロピレン（ＰＰ）、鞘材がポリエチレン（ＰＥ）から
なる鞘型−Ａ及び鞘型−Ｂと、その断面がＰＥ部及びＰ
Ｐ部に分けられている分割型とが使用される。本発明の
捕集材は、これらの繊維基材の表面に放射線グラフト重
合法によりアクリロニトリルがグラフト重合され、その
グラフト重合側鎖にヒドロキシルアミンを反応させ、こ
のグラフト重合鎖にアミドキシム基を導入することによ
り作成される。この捕集材の基材繊維径、ＡＯ樹脂径
（重合側鎖径）、グラフト率、ＡＯ（アミドキシム）基
濃度、及びＵ（ウラン）吸着量が表１に示される。この
表１の数値により、捕集材の繊維断面形状がウランの捕
集性能に及ぼす影響が示される。
存金属の捕集材の繊維基材の具体例としては、図１に示
されるように、その繊維断面形状において、芯材がポリ
プロピレン（ＰＰ）、鞘材がポリエチレン（ＰＥ）から
なる鞘型−Ａ及び鞘型−Ｂと、その断面がＰＥ部及びＰ
Ｐ部に分けられている分割型とが使用される。本発明の
捕集材は、これらの繊維基材の表面に放射線グラフト重
合法によりアクリロニトリルがグラフト重合され、その
グラフト重合側鎖にヒドロキシルアミンを反応させ、こ
のグラフト重合鎖にアミドキシム基を導入することによ
り作成される。この捕集材の基材繊維径、ＡＯ樹脂径
（重合側鎖径）、グラフト率、ＡＯ（アミドキシム）基
濃度、及びＵ（ウラン）吸着量が表１に示される。この
表１の数値により、捕集材の繊維断面形状がウランの捕
集性能に及ぼす影響が示される。
【００１３】
【表１】
【００１４】本発明で使用される捕集材においては、そ
の繊維断面形状が上記鞘型−Ａ、鞘型−Ｂ及び分割型か
らなる複合繊維基材と、断面形状が○型及び△型からな
る単繊維基材とがあり、その基材はポリエチレン及び／
又はポリプロピレンから構成されている。この基材に放
射線グラフト重合法によりアクリロニトリルをグラフト
重合し、更にその重合側鎖にアミドキシム基を導入する
ことにより本発明の捕集材が得られる。これらの捕集材
について、その比表面積と海水中からの溶存ウランの捕
集量との関係を示すと図２のとおりである。それによる
と、ウランの捕集速度は、捕集材の種類及び形状に関係
なく、その比表面積に大きく影響されることが示され
る。即ち、この図から捕集材の比表面積が増加するとウ
ランの捕集量が増加することが示される。
の繊維断面形状が上記鞘型−Ａ、鞘型−Ｂ及び分割型か
らなる複合繊維基材と、断面形状が○型及び△型からな
る単繊維基材とがあり、その基材はポリエチレン及び／
又はポリプロピレンから構成されている。この基材に放
射線グラフト重合法によりアクリロニトリルをグラフト
重合し、更にその重合側鎖にアミドキシム基を導入する
ことにより本発明の捕集材が得られる。これらの捕集材
について、その比表面積と海水中からの溶存ウランの捕
集量との関係を示すと図２のとおりである。それによる
と、ウランの捕集速度は、捕集材の種類及び形状に関係
なく、その比表面積に大きく影響されることが示され
る。即ち、この図から捕集材の比表面積が増加するとウ
ランの捕集量が増加することが示される。
【００１５】本発明において、放射線照射グラフト重合
法により親水基を繊維基材に共存させる場合には、親水
基を有する重合性モノマーをグラフト重合した後に、シ
アノ基を有する重合性モノマーをポリオレフィン繊維に
グラフト重合し、グラフト重合側鎖中のシアノ基にヒド
ロキシルアミンを反応させてシアノ基をアミドキシム基
に変換させることにより、異なるグラフト重合側鎖にア
ミドキシム基と親水基とを共存させることができる（２
段グラフト重合法）。
法により親水基を繊維基材に共存させる場合には、親水
基を有する重合性モノマーをグラフト重合した後に、シ
アノ基を有する重合性モノマーをポリオレフィン繊維に
グラフト重合し、グラフト重合側鎖中のシアノ基にヒド
ロキシルアミンを反応させてシアノ基をアミドキシム基
に変換させることにより、異なるグラフト重合側鎖にア
ミドキシム基と親水基とを共存させることができる（２
段グラフト重合法）。
【００１６】本発明において、放射線照射グラフト重合
法により親水基を繊維基材に共存させる場合には、親水
基を有する重合性モノマーの存在下で、シアノ基を有す
る重合性モノマーを繊維基材にグラフト重合した後に、
グラフト重合側鎖中のシアノ基にヒドロキシルアミンを
反応させてシアノ基をアミドキシム基に変換させること
により、同一グラフト重合側鎖内にアミドキシム基と親
水基とを共存させることができる（共グラフト重合
法）。
法により親水基を繊維基材に共存させる場合には、親水
基を有する重合性モノマーの存在下で、シアノ基を有す
る重合性モノマーを繊維基材にグラフト重合した後に、
グラフト重合側鎖中のシアノ基にヒドロキシルアミンを
反応させてシアノ基をアミドキシム基に変換させること
により、同一グラフト重合側鎖内にアミドキシム基と親
水基とを共存させることができる（共グラフト重合
法）。
【００１７】本発明のグラフト重合法において使用され
る放射線としては、α線、β線、γ線、Ｘ線、加速電子
線等であり、本発明における基材と重合性モノマーをグ
ラフト重合させる方法としては、基材と重合性モノマー
との共存下で放射線を照射して行う同時照射法、又は放
射線を基材に予め照射した後、これに重合性モノマーを
接触させて行う前照射法のいずれでも可能である。
る放射線としては、α線、β線、γ線、Ｘ線、加速電子
線等であり、本発明における基材と重合性モノマーをグ
ラフト重合させる方法としては、基材と重合性モノマー
との共存下で放射線を照射して行う同時照射法、又は放
射線を基材に予め照射した後、これに重合性モノマーを
接触させて行う前照射法のいずれでも可能である。
【００１８】本発明の捕集材は、それを使用して海水中
から溶存金属を吸着捕集した後に、塩酸等の酸性液を使
用して捕集金属を捕集材から脱着溶離することにより再
使用されるが、この捕集材を使用して吸脱着操作を繰り
返して使用した際の耐久試験の結果が図３に示される。
捕集材の使用耐久性は、捕集材の合成条件、酸性液によ
る吸着金属の溶離条件、又は酸性液との接触時間により
影響されるが、本発明の捕集材の海水からのウランの捕
集性能は、吸脱着サイクル数が１０回まで使用できるこ
とが図３に示されている。
から溶存金属を吸着捕集した後に、塩酸等の酸性液を使
用して捕集金属を捕集材から脱着溶離することにより再
使用されるが、この捕集材を使用して吸脱着操作を繰り
返して使用した際の耐久試験の結果が図３に示される。
捕集材の使用耐久性は、捕集材の合成条件、酸性液によ
る吸着金属の溶離条件、又は酸性液との接触時間により
影響されるが、本発明の捕集材の海水からのウランの捕
集性能は、吸脱着サイクル数が１０回まで使用できるこ
とが図３に示されている。
【００１９】本発明の捕集材においては、ウラン以外の
海水中の溶存金属を選択的に捕集することが可能であ
り、表２には、海水との接触日数が２０日間である場合
の本発明の捕集材で捕集できた溶存金属の種類とその捕
集量が示されている。その主な金属はバナジウム、コバ
ルト、ウラン、チタンであった。
海水中の溶存金属を選択的に捕集することが可能であ
り、表２には、海水との接触日数が２０日間である場合
の本発明の捕集材で捕集できた溶存金属の種類とその捕
集量が示されている。その主な金属はバナジウム、コバ
ルト、ウラン、チタンであった。
【００２０】
【表２】
【００２１】本発明の捕集材に捕集されたこれらの溶存
金属はアミドキシム基との結合エネルギーが異なるた
め、溶離液の塩酸溶液等の酸性液の水素イオン濃度（ｐ
Ｈ）をコントロールすることで分別溶離が可能となる。
したがって、捕集材に吸着された溶存金属は効率的に分
別溶離回収される。以下、本発明を実施例に基づいて説
明する。
金属はアミドキシム基との結合エネルギーが異なるた
め、溶離液の塩酸溶液等の酸性液の水素イオン濃度（ｐ
Ｈ）をコントロールすることで分別溶離が可能となる。
したがって、捕集材に吸着された溶存金属は効率的に分
別溶離回収される。以下、本発明を実施例に基づいて説
明する。
【００２２】
【実施例１】（本発明の捕集材の捕集性能）捕集材カセ
ットを図４に示される直径４４０ｍｍ、厚さ１６０ｍの
ステンレス製籠に充填し、これを海水中の水深１０ｍ、
２０ｍ、３０ｍの３箇所に係留し、２０日毎の溶存金属
の捕集結果の経時変化を示すと、図５に示されるとおり
である。
ットを図４に示される直径４４０ｍｍ、厚さ１６０ｍの
ステンレス製籠に充填し、これを海水中の水深１０ｍ、
２０ｍ、３０ｍの３箇所に係留し、２０日毎の溶存金属
の捕集結果の経時変化を示すと、図５に示されるとおり
である。
【００２３】その捕集材カセット中に収容された捕集材
としては、次の３種類のものが使用された。
としては、次の３種類のものが使用された。
【００２４】（１）ポリプロピレン（ＰＰ）からなる不
織布の繊維基材にアクリロニトリル（ＡＮ）を単独グラ
フト重合し、そのグラフト重合側鎖にアミドキシム基を
導入して得られた捕集材（●）。
織布の繊維基材にアクリロニトリル（ＡＮ）を単独グラ
フト重合し、そのグラフト重合側鎖にアミドキシム基を
導入して得られた捕集材（●）。
【００２５】（２） （１）と同じ繊維基材にＡＮとメ
タクリル酸（ＭＡＡ）とを共グラフト重合し、その基材
にＡＮ及びＭＡＡのグラフト重合側鎖を形成し、そのＡ
Ｎからなるグラフト重合側鎖にアミドキシム基を導入し
て得られた捕集材（○）。
タクリル酸（ＭＡＡ）とを共グラフト重合し、その基材
にＡＮ及びＭＡＡのグラフト重合側鎖を形成し、そのＡ
Ｎからなるグラフト重合側鎖にアミドキシム基を導入し
て得られた捕集材（○）。
【００２６】（３） ポリプロピレン（ＰＰ）繊維にポ
リエチレン（ＰＥ）をコーティングした芯鞘構造の不織
布繊維基材表面にＡＮとＭＡＡとを共グラフト重合し、
その基材にＡＮ及びＭＡＡのグラフト重合側鎖を形成
し、このＡＮからなるグラフト重合側鎖にアミドキシム
基を導入して得られた捕集材（□）。
リエチレン（ＰＥ）をコーティングした芯鞘構造の不織
布繊維基材表面にＡＮとＭＡＡとを共グラフト重合し、
その基材にＡＮ及びＭＡＡのグラフト重合側鎖を形成
し、このＡＮからなるグラフト重合側鎖にアミドキシム
基を導入して得られた捕集材（□）。
【００２７】図５における海水中でのウランの捕集結果
よりみて、捕集材（○）のウランの捕集速度は、捕集材
（●）のそれより約２倍程度向上した。これは、捕集材
（○）にはアミドキシム基に加えてＭＡＡからの親水基
であるカルボキル基が導入された効果である。又、捕集
材（□）の捕集速度は、捕集材（○）のそれより約２倍
向上した。これは、捕集材（□）の繊維基材が芯鞘構造
になった効果である。したがって、海水中でのウランの
捕集速度は、グラフト重合法及び基材を選択することに
より、単独グラフト重合法で得られたものに比較して約
４倍に達する飛躍的向上が達成された。
よりみて、捕集材（○）のウランの捕集速度は、捕集材
（●）のそれより約２倍程度向上した。これは、捕集材
（○）にはアミドキシム基に加えてＭＡＡからの親水基
であるカルボキル基が導入された効果である。又、捕集
材（□）の捕集速度は、捕集材（○）のそれより約２倍
向上した。これは、捕集材（□）の繊維基材が芯鞘構造
になった効果である。したがって、海水中でのウランの
捕集速度は、グラフト重合法及び基材を選択することに
より、単独グラフト重合法で得られたものに比較して約
４倍に達する飛躍的向上が達成された。
【００２８】図１の鞘型−Ａの捕集材（○）を使用し
て、この捕集材が係留された海水中の深さと金属の捕集
量との関係を図６に示した。この図６からみて、水面か
らの深さが異なっても、ウラン及びバナジウムの捕集量
には殆ど変化が見られなかった。即ち、吸着性能に及ぼ
す深さ方向の影響は見られなかった。
て、この捕集材が係留された海水中の深さと金属の捕集
量との関係を図６に示した。この図６からみて、水面か
らの深さが異なっても、ウラン及びバナジウムの捕集量
には殆ど変化が見られなかった。即ち、吸着性能に及ぼ
す深さ方向の影響は見られなかった。
【００２９】又、図１の鞘型−Ａの捕集材を使用して海
水中に溶存している有用金属の捕集性能を図７に示す。
本発明の捕集材は、海水中に浸漬するだけで、ウランと
同様に希少金属のバナジウムを捕集することができた。
図７によるとウランは６０日間の浸漬で捕集材１ｋｇ当
たり２ｇが捕集されたが、バナジウムは３．２ｇとウラ
ンの１．６倍以上が捕集された。これらの捕集されたウ
ラン、バナジウムは、捕集材から脱着された後に精製さ
れて酸化ウラン、五酸化バナジウムとして回収された。
水中に溶存している有用金属の捕集性能を図７に示す。
本発明の捕集材は、海水中に浸漬するだけで、ウランと
同様に希少金属のバナジウムを捕集することができた。
図７によるとウランは６０日間の浸漬で捕集材１ｋｇ当
たり２ｇが捕集されたが、バナジウムは３．２ｇとウラ
ンの１．６倍以上が捕集された。これらの捕集されたウ
ラン、バナジウムは、捕集材から脱着された後に精製さ
れて酸化ウラン、五酸化バナジウムとして回収された。
【００３０】
【実施例２】（本発明の溶存金属捕集材カセットの構
造）実施例１で使用される海水中から溶存金属を捕集す
る捕集材カセットは、図８に示されるように、複数枚の
捕集材を積層して１７ｍｍ程度の厚さとし、これを厚さ
１．５ｍｍ程度のネット間に挟んで捕集材ユニットを構
成した。この捕集材ユニットを塩化ビニル製の複数のボ
ルトを用いて適当な間隔をおいて１０ブロック程度固定
し、縦１５０ｍｍ、横２００ｍｍ、高さ２７２ｍｍ程度
の大きさの捕集材カセットを構成した。
造）実施例１で使用される海水中から溶存金属を捕集す
る捕集材カセットは、図８に示されるように、複数枚の
捕集材を積層して１７ｍｍ程度の厚さとし、これを厚さ
１．５ｍｍ程度のネット間に挟んで捕集材ユニットを構
成した。この捕集材ユニットを塩化ビニル製の複数のボ
ルトを用いて適当な間隔をおいて１０ブロック程度固定
し、縦１５０ｍｍ、横２００ｍｍ、高さ２７２ｍｍ程度
の大きさの捕集材カセットを構成した。
【００３１】この捕集材カセットを使用して海水中から
溶存ウランを捕集する際の吸着分布を図９に示した。
溶存ウランを捕集する際の吸着分布を図９に示した。
【００３２】この図９中の右上の図は、海水中に係留し
て溶存金属を捕集した後、この捕集材カセット中の１つ
の捕集材ユニットを５×３に切断してウランの溶離を行
った後の捕集結果を示したものである。これからみて、
海水中に浸漬して置いた場合、捕集材に吸着されたウラ
ン量は、カセットの周囲と中心部とでほとんど差異が存
在しなかった。又、図８に示されるように、１．５ｍｍ
のネットをスペーサー（海水路）として挿入することに
より、ウランの吸着分布を均一にする効果が示された。
て溶存金属を捕集した後、この捕集材カセット中の１つ
の捕集材ユニットを５×３に切断してウランの溶離を行
った後の捕集結果を示したものである。これからみて、
海水中に浸漬して置いた場合、捕集材に吸着されたウラ
ン量は、カセットの周囲と中心部とでほとんど差異が存
在しなかった。又、図８に示されるように、１．５ｍｍ
のネットをスペーサー（海水路）として挿入することに
より、ウランの吸着分布を均一にする効果が示された。
【００３３】この図９中の右下の図は、切断された１つ
の捕集ユニットを縦方向に９等分に分割した場合の縦方
向における吸着分布を示したものであり、これからみ
て、一部にバラツキはあるが、縦方向においてもかなり
均一に溶存金属が吸着されたことが示された。
の捕集ユニットを縦方向に９等分に分割した場合の縦方
向における吸着分布を示したものであり、これからみ
て、一部にバラツキはあるが、縦方向においてもかなり
均一に溶存金属が吸着されたことが示された。
【００３４】
【発明の効果】本発明の捕集材は、従来の吸着材と違
い、溶存金属を選択的に吸着する能力が高く、海水中で
の溶存金属の濃度の百万倍から千万倍に濃縮して回収で
き、更に海水に対して耐食性があって安定しており、繰
り返し使用できるという効果がある。
い、溶存金属を選択的に吸着する能力が高く、海水中で
の溶存金属の濃度の百万倍から千万倍に濃縮して回収で
き、更に海水に対して耐食性があって安定しており、繰
り返し使用できるという効果がある。
【００３５】又、本発明の捕集材においては、アミドキ
シム基がポリオレフィン繊維の基材ポリマー本体に結合
しているのではなく、ポリマー本体から枝状に延長した
グラフト重合側鎖に結合しているので、捕集材を海水中
に係留した際に溶存金属との接触度が極めて高く、溶存
金属を高効率に吸着することができるという効果があ
る。
シム基がポリオレフィン繊維の基材ポリマー本体に結合
しているのではなく、ポリマー本体から枝状に延長した
グラフト重合側鎖に結合しているので、捕集材を海水中
に係留した際に溶存金属との接触度が極めて高く、溶存
金属を高効率に吸着することができるという効果があ
る。
【図１】 本発明の捕集材繊維断面形状を示す図であ
る。
る。
【図２】 本発明の捕集材の比表面積と海水ウラン捕集
量との関係を示す図である。
量との関係を示す図である。
【図３】 本発明の捕集材の耐久性を示す図である。
【図４】 本発明の捕集材を海水中に係留する状態を示
す図である。
す図である。
【図５】 本発明の捕集材の捕集結果を示す図である。
【図６】 本発明の捕集材の吸着性能に及ぼす深さ方向
の影響を示す図である。
の影響を示す図である。
【図７】 本発明の捕集材の海水中の金属の種類の捕集
性能を示す図である。
性能を示す図である。
【図８】 本発明の捕集材カセットの構造を示す図であ
る。
る。
【図９】 本発明の捕集材カセット中のウランの吸着分
布を示す図である。
布を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｂ 60/02 Ｄ０６Ｍ 14/10 Ｄ０６Ｍ 14/10 Ｂ０１Ｊ 39/20 Ｚ // Ｂ０１Ｊ 39/20 Ｃ２２Ｂ 3/00 Ｌ
Claims (10)
- 【請求項１】 ポリオレフィン系繊維からなる不織布又
は織布形状の繊維基材に、シアノ基を有するモノマーを
グラフト重合し、そのグラフト重合側鎖のシアノ基をア
ミドキシム基に変換した海水から溶存金属を吸着回収す
る捕集材。 - 【請求項２】 ポリオレフィン系繊維からなる不織布又
は織布形状の繊維基材に、親水基を有する重合性モノマ
ーをグラフト重合し、更にシアノ基を有するモノマーを
グラフト重合し、そのグラフト重合側鎖のシアノ基をア
ミドキシム基に変換した異なる重合側鎖に親水基とアミ
ドキシム基を有する海水から溶存金属を吸着回収する捕
集材。 - 【請求項３】 ポリオレフィン系繊維からなる不織布又
は織布形状の繊維基材に、親水基を有する重合性モノマ
ーの存在下で、シアノ基を有するモノマーをグラフト重
合し、そのグラフト重合側鎖のシアノ基をアミドキシム
基に変換した同じ重合側鎖に親水基とアミドキシム基を
有する海水から溶存金属を吸着回収する捕集材。 - 【請求項４】 ポリオレフィン系繊維にそれとは異なる
ポリオレフィンをコーティングした芯鞘構造型の繊維か
らなる不織布又は織布形状の繊維基材に、シアノ基を有
するモノマーをグラフト重合し、その重合側鎖にシアノ
基をアミドキシム基に変換した海水から溶存金属を分離
回収する捕集材。 - 【請求項５】 ポリオレフィン系繊維にそれとは異なる
ポリオレフィンをコーティングした芯鞘構造型の繊維か
らなる不織布又は織布形状の繊維基材に、親水基を有す
る重合性モノマーをグラフト重合し、更にシアノ基を有
するモノマーをグラフト重合し、そのグラフト重合側鎖
のシアノ基をアミドキシム基に変換した異なる重合側鎖
に親水基とアミドキシム基を有する海水から溶存金属を
吸着回収する捕集材。 - 【請求項６】 ポリオレフィン系繊維にそれとは異なる
ポリオレフィンをコーティングした芯鞘構造型の繊維か
らなる不織布又は織布形状の繊維基材に、親水基を有す
る重合性モノマーの存在下で、シアノ基を有するモノマ
ーをグラフト重合し、そのグラフト重合側鎖のシアノ基
をアミドキシム基に変換した同じ重合側鎖に親水基とア
ミドキシム基を有する海水から溶存金属を吸着回収する
捕集材。 - 【請求項７】 親水基を含有する重合性モノマーが、ア
クリル酸、メタクリル酸、２−ヒドロキシエチルメタク
リレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、アリル
アルコール、ポリエチレングリコールアクリレート、ポ
リエチレングリコールメタクリレート、ポリエチレング
リコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメ
タクリレート、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリルアミド
又はそれらの混合物である請求項１乃至請求項６のいず
れかに記載の捕集材。 - 【請求項８】 シアノ基を有する重合性モノマーが、ア
クリロニトリル、シアン化ビニリデン、クロトンニトリ
ル、メタクリロニトリル、クロルアクリロニトリル、２
−シアノメチルアクリレート、２−シアノエチルアクリ
レート又はそれらの混合物である請求項１乃至請求項６
のいずれかに記載の捕集材。 - 【請求項９】 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載
の複数の捕集材を適当な間隔をおいて積層固定した捕集
材カセット。 - 【請求項１０】 請求項９に記載された捕集材カセット
を籠中に収納し、この籠をロープに間隔を置いて結合し
て海水中に係留することにより、海水中から溶存金属を
吸着回収する方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10354194A JP2000178531A (ja) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | 捕集材、それを積層した捕集材カセット及びそれを使用して海水から溶存金属を吸着回収する方法 |
| US09/460,511 US6333078B1 (en) | 1998-12-14 | 1999-12-14 | Collector of dissolved metal from sea water having an amidoxime group and a hydrophilic group, a method for production thereof |
| US09/983,507 US20020041936A1 (en) | 1998-12-14 | 2001-10-24 | Collector of dissolved metal from sea water having an amidoxime group and a hydrophilic group, a method for production thereof, a collecting cassette comprising laminated collectors, and a method for adsorbing and collecting dissolved metal from sea water by the cassette |
| US10/266,642 US6586099B1 (en) | 1998-12-14 | 2002-10-09 | Collector of metals dissolved in sea water |
| US10/427,942 US6863812B2 (en) | 1998-12-14 | 2003-05-02 | Collector for adsorptive recovery of dissolved metal from sea water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10354194A JP2000178531A (ja) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | 捕集材、それを積層した捕集材カセット及びそれを使用して海水から溶存金属を吸着回収する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000178531A true JP2000178531A (ja) | 2000-06-27 |
Family
ID=18435925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10354194A Pending JP2000178531A (ja) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | 捕集材、それを積層した捕集材カセット及びそれを使用して海水から溶存金属を吸着回収する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000178531A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002159952A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-04 | Japan Atom Energy Res Inst | ホタテ貝のうろから有害金属を除去する方法 |
| JP2005074378A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Japan Atom Energy Res Inst | 井戸水中に溶存する重金属を除去する方法 |
| JP2006026588A (ja) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Japan Atom Energy Res Inst | 温泉水に溶存する有用・有害金属を回収および除去する方法 |
| JP2007284844A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-01 | Japan Atomic Energy Agency | 高分子基材に高密度にアミドキシム基を導入する方法とその生成物 |
| CN113293616A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-08-24 | 东华大学 | 一种抗菌聚丙烯无纺布及其制备方法 |
| CN113522255A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-10-22 | 兰州大学 | 一种水凝珠材料的用途及其制备方法 |
-
1998
- 1998-12-14 JP JP10354194A patent/JP2000178531A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002159952A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-04 | Japan Atom Energy Res Inst | ホタテ貝のうろから有害金属を除去する方法 |
| JP4547516B2 (ja) * | 2000-11-28 | 2010-09-22 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | ホタテ貝のうろから有害金属を除去する方法 |
| JP2005074378A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Japan Atom Energy Res Inst | 井戸水中に溶存する重金属を除去する方法 |
| JP2006026588A (ja) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Japan Atom Energy Res Inst | 温泉水に溶存する有用・有害金属を回収および除去する方法 |
| JP2007284844A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-01 | Japan Atomic Energy Agency | 高分子基材に高密度にアミドキシム基を導入する方法とその生成物 |
| CN113293616A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-08-24 | 东华大学 | 一种抗菌聚丙烯无纺布及其制备方法 |
| CN113522255A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-10-22 | 兰州大学 | 一种水凝珠材料的用途及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9044739B2 (en) | Foam-based adsorbents having high adsorption capacities for recovering dissolved metals and methods thereof | |
| US5071880A (en) | Process for producing a bifunctional filter membrane having iminodiacetic acid groups | |
| JP5045269B2 (ja) | 粒子状セルロース系吸着材及びその製造方法 | |
| US8445404B2 (en) | Method of synthesizing zirconium-loaded fibrous adsorbent materials having phosphoryl groups and removal of objectionable substances using the adsorbents | |
| EP3199650B1 (en) | Rare earth element adsorption separation material | |
| US6586099B1 (en) | Collector of metals dissolved in sea water | |
| JP2006026588A (ja) | 温泉水に溶存する有用・有害金属を回収および除去する方法 | |
| JPS6258774B2 (ja) | ||
| JP4064046B2 (ja) | 有機高分子材料及びその製造方法並びにそれから構成される重金属イオン除去剤 | |
| JP2772010B2 (ja) | イミノジ酢酸基を有するキレート樹脂吸着剤の製造方法 | |
| CN1037848A (zh) | 金属离子吸附剂以及用其吸附金属离子的方法 | |
| JP2000178531A (ja) | 捕集材、それを積層した捕集材カセット及びそれを使用して海水から溶存金属を吸着回収する方法 | |
| CN1100911C (zh) | 具有金属螯合形成能力的纤维、其制法以及用该纤维的金属离子捕集法 | |
| US20050124765A1 (en) | Adsorbent for recovering useful rare metals by adsorption | |
| JP4239201B2 (ja) | 金を吸着回収する吸着材の合成方法及び排水処理 | |
| JP2002028401A (ja) | 金属捕集材からの金属の溶離回収及び溶離液の再生方法 | |
| JP4099543B2 (ja) | 金属捕集装置 | |
| JP2002045708A (ja) | モール状捕集材及びその作製方法 | |
| US6852233B1 (en) | Metal-collecting apparatus and method for elution and recovery of metal from metal-collecting material | |
| JP2000313925A (ja) | 金属捕集材からの金属の溶離回収方法 | |
| JP2007000752A (ja) | 高速ヒ素吸着材料及びその作製方法 | |
| JPS58205545A (ja) | アミドキシム基および中性親水基を共有させたウラン吸着材およびその製造法 | |
| Janke et al. | Fiber-based adsorbents having high adsorption capacities for recovering dissolved metals and methods thereof | |
| JP2000176279A (ja) | アミドキシム基及び親水基を有する海水からの溶存金属の捕集材及びその製造方法 | |
| JP4186190B2 (ja) | 酸・アルカリ全領域で使用可能なキレート吸着材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050801 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051004 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051115 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060223 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060914 |