JP2001514060A - 金属イオン吸着体、その製造方法および使用 - Google Patents
金属イオン吸着体、その製造方法および使用Info
- Publication number
- JP2001514060A JP2001514060A JP2000507615A JP2000507615A JP2001514060A JP 2001514060 A JP2001514060 A JP 2001514060A JP 2000507615 A JP2000507615 A JP 2000507615A JP 2000507615 A JP2000507615 A JP 2000507615A JP 2001514060 A JP2001514060 A JP 2001514060A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particles
- hexacyanoferrate
- web
- potassium
- metal
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28016—Particle form
- B01J20/28019—Spherical, ellipsoidal or cylindrical
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/223—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material containing metals, e.g. organo-metallic compounds, coordination complexes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J20/28004—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28028—Particles immobilised within fibres or filaments
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28033—Membrane, sheet, cloth, pad, lamellar or mat
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J39/00—Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
- B01J39/02—Processes using inorganic exchangers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C3/00—Cyanogen; Compounds thereof
- C01C3/08—Simple or complex cyanides of metals
- C01C3/12—Simple or complex iron cyanides
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/04—Treating liquids
- G21F9/06—Processing
- G21F9/12—Processing by absorption; by adsorption; by ion-exchange
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
- C01P2004/32—Spheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/51—Particles with a specific particle size distribution
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/20—Powder free flowing behaviour
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
よび契約DE−AC06−76RLO−1830に基づいて、米国政府の下請契
約203690−A−F1によりBattelle記念協会、北西太平洋研究所
でなされた。米国政府が本発明の権利を有している。
するために、疎性形態、カラムまたはウェブか膜に捕捉させて該粒子を用いる方
法に関する。この方法および粒子は、原子炉廃棄物の救済に有用である。
溶液からセシウムを除去するためのフェロシアネート固体についての検討」P.
A.Haas,Sep.Sci.Technol.28(17−18),247
9−2508(1993年)、および「MVST W−25上清液からセシウム
およびストロンチウムを除去するための選択的イオン交換体の評価」J.L.C
ollinsら、ORNL/TM−12938、1995年4月、を参照のこと
。
特許第3,296,123号に記載された方法により調製されている。すなわち
、式Iに示すように、カリウムフェロシアナイド水性酸溶液を、硝酸コバルトの
水溶液と徐々に混合する。 カリウムフェロシアナイド+硝酸コバルト→KCOHEX+硝酸カリウムI
、乾燥した固体塊を形成する。この固体塊を粉砕してサイズ別に分別し、約15
0マイクロメートル〜約450マイクロメートルの粒子をカラムに充填し、特に
、セシウム−137を含有する放射性廃棄物に晒す。その他のヘキサシアノ鉄酸
塩は、適切な出発材料を用いて同様に調製することができる。
第1に、使用できない微粒子の形成を最小にするために、乾燥した固体の粉砕を
注意深く行わなければならないことである。第2に、粉砕により様々な粒子サイ
ズができるため、微粒子を篩いにかけてサイズ別に分別しなければならないこと
である。これらの操作は時間のかかるものであり、不可避的に生成物の損失を招
く。
である。例えば、カーク−オスマーの化学技術の百科事典、第4版、John
Wiley&Sons、ニューヨーク、1993年、第8巻、475〜519頁
、特に505〜508頁、そしてStrumilloとT.Kudra「乾燥:
基本、応用および設計」Gordon and Breach、ニューヨーク、
1986年、352〜359頁を参照のこと。ヘキサシアノ鉄酸塩のスプレー乾
燥については記載されていないものと考えられる。
キサシアノ鉄酸塩粒子の部類の中で1種類以上の材料を含む溶液またはスラリー
をスプレー乾燥する工程を含む方法であって、金属は、液体中のFe、Ru、O
s、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、CdおよびHg
からなる群より選択され、Csイオンに対して活性のある平均粒子サイズ1〜5
00マイクロメートルの単分散吸着体粒子を少なくとも70%の理論収率で提供
する方法である。好ましくは、ヘキサシアノ鉄酸塩粒子はほぼ真球状の形状であ
り、粒子の20重量パーセント未満が5マイクロメートル以下のサイズを有して
いる。複数のヘキサシアノ鉄酸塩を組み合わせると、水溶液からCsイオンを除
去するのに特に有用である。
れる、(カリウムまたはアンモニウム)(金属)ヘキサシアノ鉄酸塩からなる群
より選択する。より好ましくは、吸着体は、カリウム亜鉛ヘキサシアノ鉄酸塩(
KZNHEX)、カリウム銅ヘキサシアノ鉄酸塩、カリウムニッケルヘキサシア
ノ鉄酸塩、カリウムカドミウムヘキサシアノ鉄酸塩、カリウム鉄ヘキサシアノ鉄
酸塩、アンモニウム鉄ヘキサシアノ鉄酸塩およびこれらの組み合わせからなる群
より選択される。溶液またはスラリー中の液体は水性または有機液体とすること
ができる。
500マイクロメートルのほぼ真球状の吸着体粒子が開示されている。この粒子
はカラムまたは床で用いて水溶液から放射性のCsイオンを選択的に除去するこ
とができる。
はカリウムニッケルヘキサシアノ鉄酸塩、カリウム銅ヘキサシアノ鉄酸塩、カリ
ウム鉄ヘキサシアノ鉄酸塩、カリウムカドミウムヘキサシアノ鉄酸塩、アンモニ
ウム鉄ヘキサシアノ鉄酸塩またはアンモニウム鉄鉄ヘキサシアノ鉄酸塩粒子であ
る疎らにスプレー乾燥された吸着体を、Csイオンを含有する溶液に導入して、
その溶液と平衡させ、吸着され、かつ/または交換された金属イオンから分離す
ることができる。
織布、繊維状ウェブ、マトリックスまたは膜に捕捉させることができる。好まし
くは多孔性のウェブ、マトリックスまたは膜を固相抽出(SPE)手順で用いて
、水溶液からCsイオンを選択的に除去することができる。
はヘキサシアノ鉄酸塩粒子の捕捉された繊維状不織SPEウェブ、好ましくはア
ラミドファイバーから構成されるプリーツのある、または螺旋状に曲げられたカ
ートリッジのようなSPEデバイスを提供する。ウェブは多孔性であるのが好ま
しい。
性粒子である上述の単分散粒子を含む繊維状不織SPEウェブ、マトリックスま
たは膜に水溶液を通過させる工程を含み、粒子は好ましくはカリウム亜鉛ヘキサ
シアノ鉄酸塩、カリウムニッケルヘキサシアノ鉄酸塩、カリウム鉄ヘキサシアノ
鉄酸塩、カリウム銅ヘキサシアノ鉄酸塩、カリウムカドミウムヘキサシアノ鉄酸
塩およびアンモニウム鉄ヘキサシアノ鉄酸塩微粒子である特定の金属イオンを水
溶液から除去する方法を提供する。ウェブは多孔性であるのが好ましい。
状の単分散吸着性粒子を含むSPEカラムに水溶液を通過させる工程を含み、粒
子は好ましくはカリウム亜鉛ヘキサシアノ鉄酸塩、カリウムニッケルヘキサシア
ノ鉄酸塩、カリウム鉄ヘキサシアノ鉄酸塩、カリウム銅ヘキサシアノ鉄酸塩、カ
リウムカドミウムヘキサシアノ鉄酸塩およびアンモニウム鉄ヘキサシアノ鉄酸塩
微粒子である特定の金属イオンを水溶液から除去する方法を提供する。
115〜150℃の温度で、好ましくは少なくとも5時間、より好ましくは少な
くとも10時間乾燥した後、上述した真球状(アルカリ金属またはアンモニウム
)(金属)ヘキサシアノ鉄酸塩粒子を加熱する工程を含む。
子の最大寸法のことである。 「単分散」とは、図1に示すように、平均サイズが1〜約50マイクロメート
ル、好ましくは約5〜約30マイクロメートルの最頻粒子サイズ分布が単一(す
なわち、分散相中の均一なサイズの粒子)のことである。 「ドレイン時間」とは、シート作成時の粒子およびファイバーのスラリーの水
切りに必要な時間のことである。 「ほぼ真球状」とは、真球、卵形(楕円断面のある)、ラズベリー状またはト
ロイダルで、鋭角のない粒子のことである。 「粒子」および「微粒子」はどちらも同じ意味である。 「ウェブ」、「マトリックス」および「膜」はいずれも同じ意味であり、各用
語には残りの各用語の意味が含まれる。 「吸着性」または「吸着」とは、吸収と吸着のいずれか、またはその両方を意
味している。 「重金属」とは、分子量が少なくとも50の金属のことをいう。
る全体のプロセスの収率は、従来の粉砕され篩いにかけられた粒子を用いたとき
の約60パーセント以下の収率に比べて、少なくとも70パーセント、好ましく
は80〜90パーセント以上である。得られる粒子はサブミクロンサイズの粒子
を含まず、<5μmのサイズの粒子が20パーセント以下であるのが好ましい。
スプレー乾燥プロセスは、サブミクロンサイズの生成物粒子をほぼ排除するもの
である。
同じ平均サイズの従来の不規則形状の粒子に比べて、局部流れが少なく、圧力降
下が小さい。不規則形状の従来の粒子、特に5マイクロメートル未満のサイズの
ものは、密に充填されるので抽出の際の圧力降下が大きい。50マイクロメート
ルを超えるサイズの不規則形状の従来の粒子だと、局部流れにより液体が通過し
て、分離がうまくなされない。
スにより通常得られる非真球状の不規則形状の従来の粒子に比べて、約1.5倍
以上のファクターでドレイン時間が減るという利点がある。
対して、従来の粉砕され篩いにかけられた粒子だと、ドレイン時間が長すぎたり
、シート形成プロセスを制御できないため、多くの場合シート物品を作成するこ
とができない。スプレー乾燥した粒子から形成されたシート物品は、粉砕され篩
いにかけられた粒子から作成されたシート物品よりも流体抵抗が低いため、より
効率的に用いることができる。
ノ鉄酸塩のほぼ真球状の吸着性粒子が挙げられ、好ましくは、カリウム亜鉛ヘキ
サシアノ鉄酸塩(KZNHEX)、カリウムニッケルヘキサシアノ鉄酸塩(KN
IHEX)、カリウム鉄ヘキサシアノ鉄酸塩(KFEHEX)、カリウム銅ヘキ
サシアノ鉄酸塩(KCUHEX)、カリウムカドミウムヘキサシアノ鉄酸塩(K
CDHEX)およびアンモニウム鉄ヘキサシアノ鉄酸塩(NH4FEHEX)が
挙げられる。これらの粒子は、放射性形態にあるセシウム(Cs)を吸着するの
に有用である。
でフェロシアン化カリウム(アルドリッチケミカル社およびその他多くの供給業
者より入手可能)水溶液を、緩衝剤として酢酸を用いてpH5〜6に緩衝させた
金属またはアンモニウム硝酸塩水溶液と混合することにより作成することができ
る。所望のヘキサシアノ鉄酸塩の直ちに形成された沈殿物を、例えば濾過や遠心
分離によって集め、水で完全に洗う。例えば、硝酸亜鉛を用いたときは、得られ
たスラリーは、カリウム亜鉛ヘキサシアノ鉄酸塩(KZNHEX)を含有してい
る。
)ヘキサシアノ鉄酸塩の湿潤沈殿物を液体、好ましくは水でスラリーとし、好ま
しくはスピンニングディスク噴霧器を用いてスプレー乾燥し、得られたほぼ真球
状の、平均サイズ約1〜60マイクロメートル、好ましくは5〜30マイクロメ
ートル、最も好ましくは5〜15マイクロメートル、最も好ましくは約9〜12
マイクロメートルのヘキサシアノ鉄酸塩粒子を集める。次に真球状粒子を加熱す
るが、粒子サイズは実質的に変わらない。
、 1)スピンニングディスクを用いて、乾燥機に入れられた材料を霧化する工程
と、 2)材料を例えば、熱風と接触させて水分を除去する工程と、 3)乾燥生成物を排気乾燥剤から分離する工程とを含む。
〜15重量パーセント、より好ましくは5〜10重量パーセント、最も好ましく
は5〜7.5重量パーセントとする。
モニウム)(金属)ヘキサシアノ鉄酸塩粒子のサイズを限定する方が望ましい場
合がある。例えば、不織繊維状ウェブ、マトリックスまたは膜に組み込まれる粒
子は、上述した単分散吸着体粒子を与えるために、粒子の平均サイズが最大で2
0マイクロメートル、好ましくは最大で10マイクロメートル、最も好ましくは
最大で1マイクロメートルであるスラリーからスプレー乾燥されるのが望ましい
。
で自由に流れる。セシウムイオンの最大吸着能を得るために、シアノ鉄酸塩は、
乾燥後好ましくは約115℃で約12時間加熱する。
オン交換能力(例えば、Brown,G.N.、Carson,K.J.、de
sChane,J.R.、Elovich,R.J.およびP.K.Berry
、1996年9月「WWL膜およびSuperligTM644(PNNL−1
1328、北西大西洋国際研究所、リッチランド、ワシントン)から製造された
所有するセシウムイオン交換材料の化学的および放射能安定性」を参照のこと)
を評価することができる。
るための固相イオン交換材料の全体的な能力の釣り合いを測定するものである。
バッチKdは、競合するイオンの錯体マトリックスの存在下のイオン交換材料に
対するイオンの選択性、容量および親和性の指標である。たいていのバッチKd
試験において、既知量のイオン交換材料を、当該の特定のイオンを含有する既知
容量の溶液と接触させる。材料を、一定の温度で平衡が得られるのに十分な間溶
液と接触させ、その後固体イオン交換材料と液体上澄み液を分離して分析する。
本明細書においては、バッチKdは、0.01gの粒子を、20mLのPWTP
(プロセス廃出物処理プラントの擬似溶液)(下記の処方を参照のこと)と接触
させることにより求めた。
タ))は、10,000ppmの鉄と25,800ppmのSO4を含有する溶
液である。
の量の差分を計算することによって簡略化して求めることができる。
Cfは接触後の量または活性度であり、Vは溶液の容量であり、Mは交換体の質
量であり、Fは湿潤イオン交換体の質量で割った乾燥イオン交換体の質量である
(F−因子)。
当たりで処理できる溶液の理論容量を表す。交換体の容量当たりで処理できる溶
液の床溶液の理論数であるラムダは、以下に示すように、Kdに交換体床密度p
b(樹脂mL当たりの樹脂のg)を乗算することにより得られる。
比較する方法を与えるものである。
学はかり、定温水浴、F−因子を求めるためのオーブン、速度可変シェーカーテ
ーブル、20mLのシンチレーションバイアル、0.45μmのシリンジフィル
タ、適切なイオン交換体および擬似溶液があった。試験の前、粒子はすべて完全
に乾燥させた。約0.01gの各材料を20mLのストックPWTP溶液と接触
させた。試料ボトルを25℃の恒温浴に入れ、20時間軽く振とうさせた。次に
試料を0.45マイクロメートルのシリンジフィルタで濾過して、樹脂材料を溶
液から分離して、得られた液体のセシウム含量をICP−MS(誘導結合プラズ
マ−質量分析計)により分析した。
ましくは多孔性の)に捕捉させることができる。ウェブまたはマトリックスの種
類としては、繊維強化ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、マイクロファ
イバーウェブ、マクロファイバーウェブおよびポリマーパルプが挙げられる。
せたものをPTFEエマルジョンと均一な分散液が得られるまで配合し、配合し
た微粒子の溶液の容量の約半分までの容量のプロセス潤滑剤を添加することによ
り作成される。得られる物品の所望の多孔度レベルを得るために、粒子の吸着能
を超える十分なプロセス潤滑剤を入れて配合する。好ましいプロセス潤滑剤の量
は、ここに参考文献として組み込まれる米国特許第5,071,610号に開示
されているように、微粒子を飽和させるのに必要な量より過剰の3〜200重量
パーセントの範囲である。水性PTFE分散液を、微粒子混合物と配合して、パ
テ状または生パン状の粘稠度を有する塊を形成する。この混合物の固体の吸着能
は、少量の水が分離することなく塊に組み込めなくなったときに、最大を超えた
ものとして記される。この状態を、混合操作中常に維持しなければならない。パ
テ状の塊を、PTFE粒子の初期のフィブリル化を起こすのに十分な温度および
時間集中混合する。好ましくは、さらなる混合の温度は90℃まで、より好まし
くは0℃〜90℃、最も好ましくは20℃〜60℃である。抽出媒体およびクロ
マトグラフの移動特性を得るのに、特定温度での混合を最小にすることが不可欠
である。
2分である。初期混合では、PTFE粒子の大部分の部分不配向フィブリル化が
起こる。
の最大で60秒後とされる。この時点を超えて混合すると、抽出媒体およびクロ
マトグラフ特性に劣る複合体シートが作成されることになる。
であり、これらは、内部ミキサー、混練ミキサー、二枚羽根バッチミキサー、集
中ミキサーおよび二軸配合ミキサーと呼ばれることがある。このタイプの最も普
及しているミキサーは、シグマブレードまたはシグマ−アームミキサーである。
このタイプの市販のミキサーとしては、バンベリーミキサー、ムーガルミキサー
、C.W.ブラベンダープレップミキサーおよびC.W.ブラベンダーシグマブ
レードミキサーという一般名称で販売されているようなものがある。これ以外の
好適な集中混合装置を用いてもよい。
ましくは0℃〜約100℃の範囲、より好ましくは20℃から60℃の範囲に保
たれたカレンダ成形ロールの間隙の間でカレンダ成形して、塊のPTFE粒子を
さらにフィブリル化して、十分なフィブリル化がなされて所望の抽出媒体が作成
されるまで、塊の水レベルを少なくとも固体の吸着能に近いレベルに保ちながら
固化させる。カレンダ成形ロールは、鋼のような剛性材料からできているのが好
ましい。有用なカレンダ成形装置には一対の回転可能に対向しているカレンダ成
形ロールがあり、それぞれ加熱してもよく、また一方を他方に対して調節して、
その二者の間の間隙またはニップを狭くしてもよい。一般に、間隙は、塊の初期
の通過について10ミリメートルの設定に調整しておき、カレンダ成形操作が進
むにつれて、適切に固化されるまでその間隙を狭める。初期のカレンダ成形操作
が終了したら、得られたシートを折り畳み、PTFE粒子の二軸フィブリル化が
得られるまで90°回転させる。抽出およびクロマトグラフによっては、カレン
ダの偏り、すなわち、無方向のフィブリル化および配向を減じるために回転角度
を小さくする(20°〜90°未満)のが好ましい。過剰のカレンダ成形(通常
2回を超える)は多孔度を減じ、これにより、薄層クロマトグラフィ(TLC)
における溶媒のウィッキングおよびろ過形態での流動速度が減じる。
好ましくは40から70パーセントの多孔度または空隙容量とするために、十分
にフィブリル化されるまで、固体の吸収能を少なくとも3重量パーセント超える
レベルに少なくとも維持する。潤滑剤の好ましい量は、後述する実施例に記載さ
れたコールターポロメーターを用いて物品の孔サイズを測定することにより求め
られる。米国特許第5,071,610号に開示されているように、潤滑剤の量
を増やすと、孔径および孔の総容量が増える。
シートまたはその内部の構成要素のいずれにも損傷を与えることがない。乾燥は
好ましくは200℃未満の温度で行う。乾燥の好ましい手段は、強制排気オーブ
ンを用いるものである。好ましい乾燥温度は20℃から約70℃である。最も簡
便な乾燥方法は、複合体シートを室温で少なくとも24時間吊着することである
。乾燥時間は、特定の複合体によって異なり、微粒子材料の中には、他の材料よ
りも水を保持する傾向のものもある。
、Canton)引っ張り試験機のような好適な引っ張り試験機により測定した
とき少なくとも0.5MPaであるのが好ましい。得られた複合体シートの多孔
度は均一で、空隙容量は総容量の少なくとも30パーセントである。
微小PTFE粒子の乳白色水性懸濁液である。一般に、PTFE水性分散液は約
30重量パーセント〜約70重量パーセントの固体を含有しており、かかる固体
の大部分が約0.05〜約0.5マイクロメートルの粒子サイズのPTFE粒子
である。市販のPTFE水性分散液は、その他の成分、例えば、PTFE粒子の
懸濁の継続を促進する界面活性剤材料および安定化剤を含有していることがある
。
mical Corp.,より例えば、TeflonTM30、TeflonT
M30BまたはTeflonTM42という商品名で現在市販されている。Te
flonTM30およびTeflonTM30Bは、大部分が0.05〜0.5
マイクロメートルのPTFE粒子である約59重量パーセント〜約61重量パー
セントの固体と、非イオン性湿潤剤、通常、オクチルフェノールポリオキシエチ
レンまたはノニルフェノールポリオキシエチレンを約5.5重量パーセント〜約
6.5重量パーセント(PTFE樹脂の重量に基づいて)含有している。Tef
lonTM42は、約32〜35重量パーセントの固体を含有し、湿潤剤は含有
していないが、蒸発を防ぐための有機溶剤の表面層を有している。好ましいPT
FE源は、ICIAmericas,Inc.(デラウェア州、ウィルミントン
)より入手可能なFLUONTMである。物品形成後、残渣の界面活性剤または
湿潤剤は有機溶媒抽出により除去するのが通常望ましい。
ミド、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリウレタン、ガラスファイバー、ポリ
ハロゲン化ビニルまたはこれらの組み合わせからなるファイバーから選択される
不織、マクロまたはマイクロファイバーを含むことができる。これらのファイバ
ーは、ポリマーであるのが好ましい。(ポリマーの組み合わせを用いると、二成
分ファイバーが得られる。)ポリハロゲン化ビニルを用いる場合、最大で75(
重量)パーセント、より好ましくは最大で65(重量)パーセントのフッ素を含
んでいるのが好ましい。成分ファイバーの濡れ性を増大するために、かかるウェ
ブに界面活性剤を添加するのが望ましい。
の溶融押出しされた大直径ファイバーを含むことができる。これらのファイバー
の平均直径は、一般に50μm〜1,000μmである。
により作成することができる。(例えば、ここに参考文献として組み込まれる米
国特許第3,338,992号、第3,509,009号および第3,528,
129号のファイバー作成プロセスを参照のこと。)これらの参考文献に記載さ
れているように、自立形ウェブを作成するには、ポストファイバースピンニング
ウェブ固化工程(すなわち、カレンダ成形)が必要である。スパンボンドウェブ
は、例えば、AMACO,Inc.(イリノイ州、ネーパーヴィル)より市販さ
れている。
あるように、カーディングまたは含気マシン(Curlator Corp.,
(ニューヨーク州、イーストロチェスター)製のRando−WebberTM
型番12BSのような)で形成することができる。例えば、ここに参考文献とし
て組み込まれる米国特許第4,437,271号、第4,893,439号、第
5,030,496号および第5,082,720号のプロセスを参照のこと。
めに通常バインダーを用いるが、スパンボンドプロセスを用いる場合には任意で
ある。かかるバインダーは、ウェブ形成後に適用される樹脂系または含気プロセ
ス中にウェブに組み込まれるバインダーファイバーの形態をとることができる。
マンケミカルプロダクツ(テネシー州、キングスポート))のような接着剤のみ
のタイプのファイバー、および並列形態(例えば、チッソESファイバー、チッ
ソ(株)(日本、大阪))またはシースコア形態(MeltyTMファイバー、
型番4080、ユニチカ(株)(日本、大阪))のいずれかで入手可能な二成分
ファイバーが例示される。ウェブに熱および/または放射線を与えると、いずれ
のタイプのバインダー系も「硬化」して、ウェブが固化する。
有している。従って、かかるウェブは、ウェブに導入される小直径の微粒子(反
応性支持体)を捕捉する効率が低い。それでも、少なくとも4つの手段によって
微粒子を不織ウェブに組み込むことができる。第一に、比較的大きな微粒子を用
いる場合、ウェブに直接添加してからカレンダ成形すると、実際に、微粒子がウ
ェブに捕捉される(前述したPTFEウェブと同様に)。第二に、不織ウェブに
適用される一次バインダー系(上述した)に微粒子を組み込むことができる。こ
のバインダーが硬化すると、微粒子がウェブに接着するように付着する。第三に
、二次バインダー系がウェブに組み込まれる。微粒子がウェブに添加されると、
二次バインダーが硬化して(一次系とは別に)、微粒子がウェブに接着するよう
に組み込まれる。第四に、バインダーファイバーが含気またはカーディングプロ
セス中にウェブに組み込まれていると、かかるファイバーをその軟化点を超えて
加熱することができる。これが、ウェブに導入される微粒子を接着するように捕
捉する。非PTFEマクロファイバーのこれらの方法のうち、バインダー系を用
いるものは、通常、微粒子を捕捉するのに最も効果的である。点接触接着を促進
する接着剤レベルが好ましい。
レンダ成形プロセスによりさらに固化される。これにより、ウェブ構造体中の微
粒子がさらに捕捉される。
ー)を含むウェブは、比較的大きな平均空隙サイズを有しているため、比較的大
きな流量率を有している。
バーは、活性微粒子が中に分散された熱可塑性の溶融ブローされたポリマー材料
となる。好ましいポリマー材料としては、例えば、ここに参考文献として組み込
まれる米国特許第4,933,229号のプロセスに記載されているように、好
ましくはさらに界面活性剤を含んだ、ポリプロピレンおよびポリエチレンのよう
なポリオレフィンが挙げられる。この代わりに、ウェブ形成の後、界面活性剤を
ブローンマイクロ繊維強化(BMF)ウェブに適用することができる。ポリアミ
ドも用いることができる。ここに参考文献として組み込まれる米国特許第3,9
71,373号のプロセスに記載されているように、微粒子をBMFウェブに組
み込むことができる。
好ましくは2μm〜25μm、最も好ましくは3μm〜10μmである。かかる
ウェブの空隙サイズが0.1μm〜10μm、好ましくは0.5μm〜5μmで
あるため、これらのウェブのフロースルーは、上述のマイクロ繊維強化ウェブの
フロースルーと同じほど大きくはない。
ポリマー多孔性膜は、例えば、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、ポ
リ塩化ビニルおよびポリ酢酸ビニルファイバーをはじめとするポリオレフィンと
することができる。
くは、ポリマー炭化水素バインダーとを含む多孔性繊維強化パルプ、好ましくは
ポリマーパルプを含む固体相抽出シートも提供する。微粒子対バインダーの重量
比は、少なくとも13:1であり、未カレンダ成形シートの平均厚さ対有効平均
粒径の比率が少なくとも125:1である。
、いずれのパルプ化可能なファイバー(多孔性パルプに作成することのできるい
かなるファイバー)であってもよい。好ましいファイバーは、放射能および/ま
たは様々なpH、特に極めて高いpH(例えば、pH=14)および極めて低い
pH(例えば、pH=1)で安定なものである。パルプに形成可能なポリアミド
ファイバーおよびポリオレフィンファイバーとしては、ポリエチレンとポリプロ
ピレンが例示されるが、これに限られるものではない。特に好ましいファイバー
は、放射線と極めて苛性の流体の両方に対して安定であることから、芳香族ポリ
アミドファイバーとアラミドファイバーである。有用な芳香族ポリアミドファイ
バーとしては、ナイロン系列のファイバーが例示される。ポリアクリルニトリル
、セルロースおよびガラスもまた用いることができる。パルプは複数組み合わせ
て用いることができる。
ア州、ウィルミントン))という商品名で販売されているファイバーが挙げられ
る。KevlarTMファイバーパルプは、パルプを構成するファイバーの長さ
に基づいて3つの等級で市販されている。パルプを構成するのに選択されたファ
イバーの種類に関わらず、得られるSPEシート中のファイバーの相対量(乾燥
時)は、約12.5(重量)パーセント〜約30(重量)パーセント、好ましく
は約15(重量)パーセント〜25(重量)パーセントである。
)にわたって安定で、パルプのファイバーや中にトラップされた粒子のいずれと
もほとんど、または全く相互作用(すなわち、化学反応)を示さないような材料
である。元はラテックスの形態のポリマー炭化水素材料が極めて有用であること
が分かっている。有用なバインダーとしては、天然ゴム、ネオプレン、スチレン
−ブタジエンコポリマー、アクリレート樹脂およびポリ酢酸ビニルが一般的に例
示されるが、これに限られるものではない。好ましいバインダーとしてはネオプ
レンとスチレン−ブタジエンコポリマーが挙げられる。用いるバインダーの種類
に関わらず、得られるSPEシート中のバインダーの相対量(乾燥時)は約3〜
約7パーセント、好ましくは約5パーセントである。好ましい量だと、粒子の充
填量をできる限り大きくしつつ、約7パーセントのバインダーを含むシートとほ
ぼ同じ物理的な完全性をもつシートが得られることが分かっている。繊維強化パ
ルプに、好ましくは複合体の約0.25重量パーセントまでの少量の界面活性剤
を添加するのが望ましい。
粒子の充填量が多い方が望ましい。本発明のあるSPEシート中の粒子の相対量
は、好ましくは少なくとも約65(重量)パーセント、より好ましくは少なくと
も約70(重量)パーセント、最も好ましくは少なくとも約75(重量)パーセ
ントである。さらに、得られるSPEシート中の粒子の重量割合は、バインダー
が存在するときにはバインダーの重量割合より少なくとも13倍多い、好ましく
は少なくとも14倍多い、より好ましくは少なくとも15倍多い。
多孔性パルプのファイバーに機械的にトラップされ、交絡している。すなわち、
粒子は、ファイバーに共有結合していない。
例に挙げた特定の材料およびその量、ならびにその他条件および詳細は、本発明
を不当に限定するために用いられるものではない。
いてpH5.0〜5.1に調整した)1部(0.28モル)の水溶液を0℃〜4
℃の温度に冷却した0.3Mの硝酸亜鉛2.0部(0.34モル)の水溶液に攪
拌し続けながら徐々に加えることにより、カリウム亜鉛ヘキサシアノ鉄酸塩(K
ZNHEX)を調製した。沈殿物を反応混合物から遠心分離機(遠心分離機型番
460G、International Equipment Company
(マサチューセッツ州、ボストン))を用いて初期の沈殿物から分離することに
よって分離し、沈殿物を水中で繰り返しスラリーとし、再度遠心分離し、合計で
4回洗った。
Niro噴霧器、型番68、注文番号#093−1413−00−2、シリアル
番号#2402スプレー乾燥機(Niro Atomizer,Inc.(メリ
ーランド州、コロンビア))を用いて次の条件でスプレー乾燥した。 入口空気温度:190℃ スピンニングディスクrpm:400KPa(58psig) スラリー供給速度:2.4L/hr 出口温度:85℃ サイクロンmagnahelic圧:H2O中0.47(1.19×10−3
kg/cm2)
がSEM(ケンブリッジモデルS240、LEO Electromicros
copy,Inc.(ニューヨーク州、スローンウッド))にて観察された。ホ
リバ型番LA−900粒子サイズ分析器(Horiba Instrument
s,Inc.,(カリフォルニア州、イルービン))を用いて粒子を測定したと
ころ、平均粒子サイズ(平均直径)は約11.8マイクロメートルで、約20重
量パーセントが5μm未満であった。
らのリカバリはほぼ定量的であり、加熱によるサイズまたは形状の損失は見られ
なかった。
厚さの薄層に塗り広げて、固体が乾燥するまで115℃で18時間加熱した以外
は、実施例1に記載した通りにカリウム亜鉛ヘキサシアノ鉄酸塩を調製した。乾
燥した固体を乳鉢と乳棒を用いて塊から砕いた。材料の平均粒子サイズは0.6
36マイクロメートルであったため、さらに粉砕は行わなかった。粒子をSEM
(ケンブリッジモデルS240)で観察したところ、不規則な形状(真球状から
は程遠い)が観察された。粒子はすべて1μm未満のサイズであった。
いてpH5.0〜5.1に調整した)1部(0.86モル)の水溶液を0℃〜4
℃の温度に冷却した0.3Mの硝酸ニッケル1.44部(1.23モル)の水溶
液に攪拌し続けながら徐々に加えることにより、カリウムニッケルヘキサシアノ
鉄酸塩(KNIHEX)を調製した。沈殿物を反応混合物から遠心分離機(遠心
分離機型番460G、International Equipment Co
mpany(マサチューセッツ州、ボストン))を用いて初期の沈殿物から分離
することによって分離し、沈殿物を水中で繰り返しスラリーとし、再度遠心分離
し、合計で4回洗った。
Niro噴霧器シリアル番号#2402スプレー乾燥機(Niro Atomi
zer,Inc.(メリーランド州、コロンビア))を用いて次の条件でスプレ
ー乾燥した。 入口空気温度:192℃ スピンニングディスクrpm:400KPa(58psig) スラリー供給速度:2.4L/hr 出口温度:79.3℃ サイクロンmagnahelic圧:H2O中0.47(1.19×10−3
kg/cm2)
M(ケンブリッジモデルS240)にて観察された。ホリバ型番LA−900粒
子サイズ分析器(Horiba Instruments,Inc.,(カリフ
ォルニア州、イルービン))を用いて粒子を測定したところ、平均粒子サイズ(
平均直径)は約9.5マイクロメートルで、約10重量パーセントが5μm未満
であった。
カバリはほぼ定量的であり、加熱によるサイズまたは形状の損失は見られなかっ
た。
。
厚さの薄層に塗り広げて、固体が乾燥するまで115℃で18時間加熱した以外
は、実施例3に記載した通りにカリウムニッケルヘキサシアノ鉄酸塩を調製した
。乾燥した固体を乳鉢と乳棒を用いて塊から砕いた。材料をジルコニア媒体を用
いてボールミルで90分間粉砕した。材料の平均粒子サイズは16.8マイクロ
メートルであり、約30%が5マイクロメートルのサイズであった。粒子をSE
M(ケンブリッジモデルS240)で観察したところ、不規則な形状(真球状か
らは程遠い)が観察された。
HIX粒子の粒子サイズ分布が大きいことを示している。
を用いてpH5.0〜5.1に調整した)1部(0.86モル)の水溶液を0℃
〜4℃の温度に冷却した0.5Mの硝酸第二鉄1部(0.86モル)の水溶液に
攪拌し続けながら徐々に加えることにより、アンモニウム第二鉄ヘキサシアノ鉄
酸塩(NH4FeIII[FeII(CN)6])を調製した。沈殿物を反応混
合物から遠心分離機(遠心分離機型番460G、International
Equipment Company(マサチューセッツ州、ボストン))を用
いて初期の沈殿物から分離することによって分離し、沈殿物を水中で繰り返しス
ラリーとし、再度遠心分離し、合計で4回洗った。
Niro噴霧器シリアル番号#2402スプレー乾燥機(Niro Atomi
zer,Inc.(メリーランド州、コロンビア))を用いて次の条件でスプレ
ー乾燥した。 入口空気温度:190℃ スピンニングディスクrpm:400KPa(58psig) スラリー供給速度:2.4L/hr 出口温度:67.6℃ サイクロンmagnahelic圧:H2O中0.47(1.19×10−3
kg/cm2)
がSEM(ケンブリッジモデルS240)にて観察された。ホリバ型番LA−9
00粒子サイズ分析器(Horiba Instruments,Inc.,(
カリフォルニア州、イルービン))を用いて粒子を測定したところ、平均粒子サ
イズは約16.11マイクロメートルで、約10重量パーセントが5μm未満で
あった。
バリはほぼ定量的であり、加熱によるサイズまたは形状の損失は見られなかった
。
厚さの薄層に塗り広げて、固体が乾燥するまで115℃で18時間加熱した以外
は、実施例5に記載した通りにアンモニウム第二鉄ヘキサシアノ鉄酸塩を調製し
た。乾燥した固体を乳鉢と乳棒を用いて塊から砕いた。材料をジルコニア媒体を
用いて40分間ボールミルで粉砕した。材料の平均粒子サイズは5.00マイク
ロメートル、約98%が5マイクロメートル未満のサイズであった。粒子は不規
則な形状(真球状からは程遠い)であった。
いてpH5.0〜5.1に調整した)1部(0.29モル)の水溶液を0℃〜4
℃の温度に冷却した0.3Mの硝酸ニッケル1.44部(0.42モル)の水溶
液に攪拌し続けながら徐々に加えることにより、カリウムニッケルヘキサシアノ
鉄酸塩(KNIHEX)を調製した。沈殿物を反応混合物から遠心分離機(遠心
分離機型番460G、International Equipment Co
mpany(マサチューセッツ州、ボストン))を用いて初期の沈殿物から分離
することによって分離し、沈殿物を水中で繰り返しスラリーとし、再度遠心分離
し、合計で4時間洗った。
Niro噴霧器シリアル番号#2402スプレー乾燥機(Niro Atomi
zer,Inc.(メリーランド州、コロンビア))を用いて次の条件でスプレ
ー乾燥した。 入口空気温度:192℃ スピンニングディスクrpm:400KPa(58psig) スラリー供給速度:2.4L/hr 出口温度:79.3℃ サイクロンmagnahelic圧:H2O中0.47(1.19×10−3
kg/cm2)
ことがSEM(ケンブリッジモデルS240)にて観察された。ホリバ型番LA
−900粒子サイズ分析器(Horiba Instruments,Inc.
,(カリフォルニア州、イルービン))を用いて粒子を測定したところ、平均粒
子サイズは12マイクロメートルで、約10重量パーセントが5μm未満であっ
た。
た調製材料の78重量%であった。加熱によるサイズまたは形状の損失は見られ
なかった。
厚さの薄層に塗り広げて、固体が乾燥するまで115℃で18時間加熱した以外
は、実施例7に記載した通りにカリウムニッケルヘキサシアノ鉄酸塩を調製した
。乾燥した固体を乳鉢と乳棒を用いて塊から砕いた。材料を、フリーザーミル(
SPEX型番6700SPEX Industries Inc.,(ニュージ
ャージー州、エジソン))で6分間粉砕した。材料を200メッシュ(74μm
)の篩にかけて、大きな粒子を除去し、液体サイクロンを行って5μm未満の微
粒子を除去した。平均粒子サイズは21μmで、材料の約27重量パーセントが
5マイクロメートル未満であった。粒子は不規則な形状(真球状からは程遠い)
であった。粉砕、篩い分け、液体サイクロンの後の所望の粒子の総収率は3.7
%であった。
を用いてpH5.0〜5.1に調整した)1部(0.35モル)の水溶液を0℃
〜4℃の温度に冷却した0.5Mの硝酸第二鉄2部(0.50モル)の水溶液に
攪拌し続けながら徐々に加えることにより、アンモニウム第二鉄ヘキサシアノ鉄
酸塩を調製した。沈殿物を反応混合物から遠心分離機(遠心分離機型番460G
、International Equipment Company(マサチ
ューセッツ州、ボストン))を用いて初期の沈殿物から分離することによって分
離し、沈殿物を水中で繰り返しスラリーとし、再度遠心分離し、合計で4回洗っ
た。
Niro噴霧器、シリアル番号#2402スプレー乾燥機(Niro Atom
izer,Inc.(メリーランド州、コロンビア))を用いて次の条件でスプ
レー乾燥した。 入口空気温度:192℃ スピンニングディスクrpm:400KPa(58psig) スラリー供給速度:2.4L/hr 出口温度:79.3℃ サイクロンmagnahelic圧:H2O中0.47(1.19×10−3
kg/cm2)
ることがSEM(ケンブリッジモデルS240)にて観察された。ホリバ型番L
A−900粒子サイズ分析器(Horiba Instruments,Inc
.,(カリフォルニア州、イルービン))を用いて粒子を測定したところ、平均
粒子サイズは約14.0マイクロメートルで、約10重量パーセント未満が5μ
m未満であった。
バリはほぼ定量的であり、加熱によるサイズまたは形状の損失は見られなかった
。
厚さの薄層に塗り広げて、固体が乾燥するまで115℃で18時間加熱した以外
は、実施例9に記載した通りにアンモニウム第二鉄ヘキサシアノ鉄酸塩を調製し
た。乾燥した固体を乳鉢と乳棒を用いて塊から砕いた。材料の平均粒子サイズは
1.15マイクロメートル、約98.5%が5マイクロメートル未満のサイズで
あった。粒子は不規則な形状(真球状からは程遠い)であった。収率は1.5%
であった。
ェブを作成した。4LのWaringTMブレンダーに、水2000gをTam
ol850TM分散剤(ローム&ハース社(ペンシルバニア州、フィラデルフィ
ア))0.25gと共に入れ、KevlarTM1F306乾燥アラミドファイ
バーパルプ(デュポン(デラウェア州、ウィルミントン))9.6gを加え、低
速で30秒間ブレンドした。このスラリーに実施例3の粒子36gを加えて、低
速でブレンドし、GoodriteTM1800X73スチレン−ブタジエンラ
テックスバインダー水性スラリー(B.F.グッドリッチ社(オハイオ州、ブレ
ックスヴィル)6.15g(乾燥重量2.4g)を加えた。ブレンドを低速で3
0秒間続けた。この混合物に、アラム(水中の硫酸アルミニウム)の25%溶液
20gを加え、さらに1分間攪拌を続けた。その後、Nalco7530(ナル
コケミカル社(イリノイ州、シカゴ))の1%溶液1gを加え、溶液を低速で3
秒間混合した。その混合物を、下部に(80メッシュ、約177μm)の孔径の
413.3cm2の多孔性スクリーンを備えたウィリアムスシート型(Will
iams Apparatus Co.,(ニューヨーク州、ウォータータウン
))に注いで、水を抜いた。ドレイン時間は120秒であった。得られた湿潤シ
ートを含気性プレス(Mead Fluid Dynamics(イリノイ州、
シカゴ))で約551KPaで約5分間圧縮して、さらに水を除去した。最後に
、この多孔性ウェブをハードシートドライヤーで150℃で120分間乾燥した
。
した微粒子を用いて、実施例11を繰り返した。ドレイン時間は240秒であっ
た。これによれば、従来技術のウェブに充填された粒子は、ウェブに充填された
本発明のスプレー乾燥された粒子に比べて2倍のドレイン時間が必要であったこ
とが示された。
性ウェブを作成した。4LのWaringTMブレンダーに、水2000gをT
amol850TM分散剤(ローム&ハース社(ペンシルバニア州、フィラデル
フィア))0.25gと共に入れ、KevlarTM1F306(12g、83
.5%固体)乾燥アラミドファイバーパルプ(デュポン(デラウェア州、ウィル
ミントン))14.35gを加え、低速で30秒間ブレンドした。このスラリー
に実施例3の粒子45gを加えて、低速でブレンドし、GoodriteTM1
800X73スチレン−ブタジエンラテックスバインダー水性スラリー(B.F
.グッドリッチ社(オハイオ州、Brecksville)7.69g(乾燥重
量3.0g)を加えた。ブレンドを低速で30秒間続けた。この混合物に、アラ
ム(水中の硫酸アルミニウム)の25%溶液20gを加え、さらに1分間攪拌を
続けた。その後、Nalco7530(ナルコケミカル社(イリノイ州、シカゴ
))の1%溶液1グラムを加え、溶液を低速で3秒間混合した。その混合物を、
下部に80メッシュ(約177μm)の孔径の413cm2の多孔性スクリーン
を備えたウィリアムスシート型(Williams Apparatus Co
.,(ニューヨーク州、ウォータータウン))に注いで、水を抜いた。ドレイン
時間は30秒であった。得られた湿潤シートを含気性プレス(Mead Flu
id Dynamics(イリノイ州、シカゴ))で約551KPaで約5分間
圧縮して、さらに水を除去した。最後に、この多孔性ウェブをハードシートドラ
イヤーで150℃で120分間乾燥した。
、実施例13を繰り返した。ドレイン時間は45秒であった。これによれば、従
来技術のウェブに充填された粒子は、ウェブに充填された本発明のスプレー乾燥
された粒子に比べて1.5倍のドレイン時間が必要であったことが示された。
孔性ウェブを作成した。4LのWaringTMブレンダーに、水2000gを
Tamol850TM分散剤(ローム&ハース社(ペンシルバニア州、フィラデ
ルフィア))0.25gと共に入れ、KevlarTM1F306(10.8g
、83.5%固体)アラミドファイバーパルプ(デュポン(デラウェア州、ウィ
ルミントン))12.9gを加え、低速で30秒間ブレンドした。このスラリー
に実施例5の粒子40.5gを加えて、低速でブレンドし、GoodriteT
M1800X73スチレン−ブタジエンラテックスバインダー水性スラリー(B
.F.グッドリッチ社(オハイオ州、ブリックスヴィル)6.9g(乾燥重量2
.7g)を加えた。ブレンドを低速で30秒間続けた。この混合物に、アラム(
水中の硫酸アルミニウム)の25%溶液20gを加え、さらに1分間攪拌を続け
た。その後、Nalco7530(ナルコケミカル社(イリノイ州、シカゴ))
の1%溶液1gを加え、溶液を低速で3秒間混合した。その混合物を、下部に8
0メッシュ(約177μm)の孔径の413cm2の多孔性スクリーンを備えた
ウィリアムスシート型(Williams Apparatus Co.,(ニ
ューヨーク州、ウォータータウン))に注いで、水を抜いた。ドレイン時間は1
5秒であった。得られた湿潤シートを含気性プレス(Mead Fluid D
ynamics(イリノイ州、シカゴ))で約551KPaで約5分間圧縮して
、さらに水を除去した。最後に、この多孔性ウェブをハードシートドライヤーで
150℃で120分間乾燥した。
した微粒子を用いて、実施例15を繰り返した。ドレイン時間は120秒であっ
た。これによれば、従来技術のウェブに充填された粒子は、ウェブに充填された
本発明のスプレー乾燥された微粒子に比べて8倍のドレイン時間が必要であった
ことが示された。
ウェブから打ち抜いて、NH4FeIII(FeII(CN)6)をスプレー乾
燥した。ディスクの重量は0.69gで、粒子72.7%であり、22mm(フ
ロー領域)での膜中の粒子の重量は0.39gであった。ディスクを、入口およ
び出口管の嵌合されたステンレス鋼ディスクホルダー(Cole Parmer
Instrument Co.,(イリノイ州、ニールス))に、ディスクの
有効直径が22mmとなるように置いた。このディスクを水で洗って、50mg
/Lのセシウムイオンを含有する水溶液を、流速5mL/分でディスクにポンプ
で注入した。これは6.6床容量/分に相当する。ここで床容量とはディスクの
容量のことをいう。セシウムの除去を、床容量の関数としてC/C0(Cは排出
液のセシウム濃度を表し、C0は初期のセシウム濃度を表す)で表1に示す。
液からセシウムイオンを除去するのに非常に効果的であることが分かる。背圧の
ビルドアップは、処理中の約3/4が一定(約21kPa)で、処理の終わりに
は約27kPaとやや増大した。
性ウェブから打ち抜いて、NH4FeIII(FeII(CN)6)を粉砕した
。ディスクの重量は0.76gで、72重量%の粒子を含有したため、22mm
(フロー領域)での粒子の重量は0.34gであった。ディスクを、入口および
出口管の嵌合されたステンレス鋼ディスクホルダー(Cole Parmer
Instrument Co.,(イリノイ州、Niles))に、ディスクの
有効直径が22mmとなるように置いた。このディスクを水で洗って、50mg
/Lのセシウムイオンを含有する水溶液を、流速mL/分でディスクにポンプで
注入した。これは6.6床容量/分に相当する。ここで床容量とはディスクの容
量のことをいう。セシウムの除去を、床容量の関数としてC/C0(Cは排出液
のセシウム濃度を表し、C0は初期のセシウム濃度を表す)で表2に示す。膜の
圧力降下は評価中に151KPaまで増大した。
水溶液からセシウムイオンを除去するのに非常に効果的であることが分かる。評
価中の背圧のビルドアップは151kPaであり、実施例17のスプレー乾燥材
料の背圧より5倍以上大きかった。
比較容量データを表3に示す。
工の生成物に比べて改善されていることが分かる。
るカリウム金属ヘキサシアノ鉄酸塩の組成物と、それによる複数の吸収体につい
てのセシウム容量を示す。
従って作成された。すべての場合において、存在する過剰の金属(カリウムに対
して)および各金属の溶液の量を調整して、第2欄に示す比率とした。
低い溶解性を有している。
業者には明白であろう。本発明は、本明細書に規定された例示のための実施例に
不当に限定されないものとする。
分布を示すグラフ。
分布を示すグラフ。
Claims (13)
- 【請求項1】 (アルカリ金属またはアンモニウム)(金属)ヘキサシアノ
鉄酸塩粒子の部類の中で1種類以上の材料を含む溶液またはスラリーをスプレー
乾燥する工程を含み、前記金属は、液体中のFe、Ru、Os、Rh、Ir、N
i、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、CdおよびHgからなる群より選択
される、Csイオンに対して活性のある平均粒子サイズ1〜500マイクロメー
トルの単分散吸着体粒子を少なくとも70%の理論収率で提供する方法。 - 【請求項2】 前記粒子は、カリウムニッケルヘキサシアノ鉄酸塩、カリウ
ム亜鉛ヘキサシアノ鉄酸塩(KZNHEX)、カリウム銅ヘキサシアノ鉄酸塩(
KCUHEX)、カリウム鉄ヘキサシアノ鉄酸塩(KFEHEX)、アンモニウ
ム鉄ヘキサシアノ鉄酸塩(NH4FEHEX)およびカリウムカドミウムヘキサ
シアノ鉄酸塩(KCDHEX)からなる群より選択される請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 ヘキサシアノ鉄酸塩の組み合わせが生成される請求項1また
は2記載の方法。 - 【請求項4】 前記ほぼ真球状の粒子を少なくとも115℃の温度で加熱す
る工程をさらに含む請求項1〜3のいずれか一項記載の方法。 - 【請求項5】 前記真球状粒子の平均サイズが約1〜60マイクロメートル
である請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一項記載の方法により作成された単
分散(アルカリ金属またはアンモニウム)(金属)ヘキサシアノ鉄酸塩粒子およ
びその混合物。 - 【請求項7】 不規則形状の粒子のスラリーをスプレー乾燥して、前記ほぼ
真球状の粒子を生成する請求項6記載の粒子。 - 【請求項8】 水溶液からCsイオンを選択的に分離するのに使うカラムに
充填された請求項6または7記載の粒子。 - 【請求項9】 Csイオン含有溶液に導入され、溶液と平衡化され、(アル
カリ金属またはアンモニウム)(金属)ヘキサシアノ鉄酸塩中の金属イオンまた
はアンモニウムイオンと置換されたCsイオンとともに溶液から分離される請求
項6〜8のいずれか一項記載の粒子。 - 【請求項10】 不織繊維強化ウェブまたは流延膜に捕捉された請求項6〜
9のいずれか一項記載のほぼ真球状の粒子。 - 【請求項11】 フィブリル化ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の
ウェブに捕捉された請求項10記載のほぼ真球状の粒子。 - 【請求項12】 任意で炭化水素バインダーの存在下、繊維強化パルプ、マ
クロポーラス繊維強化ウェブまたはマイクロポーラス繊維強化ウェブからなる群
より選択されたウェブ中に捕捉された請求項10記載のほぼ真球状の粒子。 - 【請求項13】 複数のヘキサシアノ鉄酸塩の組み合わせである請求項6〜
12のいずれか一項記載のヘキサシアノ鉄酸塩粒子。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/US1997/015060 WO1999010278A1 (en) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | Adsorbent for metal ions and method of making and using |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001514060A true JP2001514060A (ja) | 2001-09-11 |
Family
ID=22261511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000507615A Pending JP2001514060A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 金属イオン吸着体、その製造方法および使用 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1012115B1 (ja) |
JP (1) | JP2001514060A (ja) |
AU (1) | AU4164397A (ja) |
DE (1) | DE69709962T2 (ja) |
WO (1) | WO1999010278A1 (ja) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012046399A (ja) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 無欠陥型プルシアンブルー類似体によるリチウムイオン2次電池用電極材料 |
JP2012250904A (ja) * | 2011-05-06 | 2012-12-20 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 金属錯体を含む複合体及びそれを用いた放射性セシウム吸着材 |
JP2012251987A (ja) * | 2011-05-06 | 2012-12-20 | Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd | セシウム除去材 |
JP2013047650A (ja) * | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd | セシウム除去性壁紙 |
JP2013050438A (ja) * | 2011-05-06 | 2013-03-14 | Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd | セシウム除去材 |
JP2013253963A (ja) * | 2012-02-14 | 2013-12-19 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | セシウム吸着材 |
WO2014010417A1 (ja) * | 2012-07-10 | 2014-01-16 | 東亞合成株式会社 | セシウム吸着材の製造方法およびセシウム吸着材 |
JP2014065846A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-17 | Japan Exlan Co Ltd | フェロシアン化物複合ビニル系重合体および該重合体の作成ならびに該重合体を含有するセシウムイオン吸着材 |
JP2014117655A (ja) * | 2012-12-17 | 2014-06-30 | Dainippon Printing Co Ltd | セシウム吸着材およびセシウム吸着材の製造方法 |
JPWO2013027652A1 (ja) * | 2011-08-19 | 2015-03-19 | 一般財団法人生産技術研究奨励会 | 放射性セシウム吸着材およびその製造方法、ならびに該吸着材による環境中の放射性セシウムの除去方法 |
JP2015179036A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | 日本バイリーン株式会社 | 放射性物質吸着材、放射性物質吸着カートリッジ及び放射性物質のモニタリング装置 |
JP2016133324A (ja) * | 2015-01-16 | 2016-07-25 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 放射性物質吸着材、放射性物質吸着カートリッジ及び放射性物質のモニタリング装置 |
WO2018159723A1 (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 東レ株式会社 | フィルタ |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4885877B2 (ja) | 2005-01-10 | 2012-02-29 | セクレタリー・デパートメント・オブ・アトミック・エナジー | 被影響体のインビボ環境から放射性セシウム(*Cs)、放射性ストロンチウム(*Sr)、および放射性ヨウ素(*I)を同時除染する予防混合物 |
JP5866233B2 (ja) * | 2012-03-07 | 2016-02-17 | 大日精化工業株式会社 | 農園芸産物へのセシウムの移行を回避する方法 |
US20190039189A1 (en) * | 2017-08-03 | 2019-02-07 | Honeywell International Inc. | Free flowing potassium aluminum fluoride flux agent |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PL145676B1 (en) * | 1985-08-30 | 1988-10-31 | Inst Chemii Tech Jadrowej | Method of obtaining composite ion exchangers |
US5407889A (en) * | 1991-12-24 | 1995-04-18 | Compomet Cantec | Method of composite sorbents manufacturing |
CN1117030C (zh) * | 1996-03-08 | 2003-08-06 | 美国3M公司 | 铯离子吸收剂及其制造和使用方法 |
-
1997
- 1997-08-27 DE DE69709962T patent/DE69709962T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-08-27 JP JP2000507615A patent/JP2001514060A/ja active Pending
- 1997-08-27 WO PCT/US1997/015060 patent/WO1999010278A1/en active IP Right Grant
- 1997-08-27 AU AU41643/97A patent/AU4164397A/en not_active Abandoned
- 1997-08-27 EP EP97939587A patent/EP1012115B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012046399A (ja) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 無欠陥型プルシアンブルー類似体によるリチウムイオン2次電池用電極材料 |
JP2012250904A (ja) * | 2011-05-06 | 2012-12-20 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 金属錯体を含む複合体及びそれを用いた放射性セシウム吸着材 |
JP2012251987A (ja) * | 2011-05-06 | 2012-12-20 | Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd | セシウム除去材 |
JP2013050438A (ja) * | 2011-05-06 | 2013-03-14 | Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd | セシウム除去材 |
JPWO2013027652A1 (ja) * | 2011-08-19 | 2015-03-19 | 一般財団法人生産技術研究奨励会 | 放射性セシウム吸着材およびその製造方法、ならびに該吸着材による環境中の放射性セシウムの除去方法 |
JP2013047650A (ja) * | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd | セシウム除去性壁紙 |
JP2013253963A (ja) * | 2012-02-14 | 2013-12-19 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | セシウム吸着材 |
WO2014010417A1 (ja) * | 2012-07-10 | 2014-01-16 | 東亞合成株式会社 | セシウム吸着材の製造方法およびセシウム吸着材 |
JP2014065846A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-17 | Japan Exlan Co Ltd | フェロシアン化物複合ビニル系重合体および該重合体の作成ならびに該重合体を含有するセシウムイオン吸着材 |
JP2014117655A (ja) * | 2012-12-17 | 2014-06-30 | Dainippon Printing Co Ltd | セシウム吸着材およびセシウム吸着材の製造方法 |
JP2015179036A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | 日本バイリーン株式会社 | 放射性物質吸着材、放射性物質吸着カートリッジ及び放射性物質のモニタリング装置 |
JP2016133324A (ja) * | 2015-01-16 | 2016-07-25 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 放射性物質吸着材、放射性物質吸着カートリッジ及び放射性物質のモニタリング装置 |
WO2018159723A1 (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 東レ株式会社 | フィルタ |
CN110312559A (zh) * | 2017-02-28 | 2019-10-08 | 东丽株式会社 | 过滤器 |
JPWO2018159723A1 (ja) * | 2017-02-28 | 2019-12-19 | 東レ株式会社 | フィルタ |
US10662083B2 (en) | 2017-02-28 | 2020-05-26 | Toray Industries | Filter |
CN110312559B (zh) * | 2017-02-28 | 2021-06-08 | 东丽株式会社 | 过滤器 |
JP7020404B2 (ja) | 2017-02-28 | 2022-02-16 | 東レ株式会社 | フィルタ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU4164397A (en) | 1999-03-16 |
EP1012115B1 (en) | 2002-01-09 |
EP1012115A1 (en) | 2000-06-28 |
DE69709962D1 (de) | 2002-02-28 |
DE69709962T2 (de) | 2002-08-29 |
WO1999010278A1 (en) | 1999-03-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5935380A (en) | Adsorbent for metal ions and method of making and using | |
US5989434A (en) | Method for removing metal ions from solution with titanate sorbents | |
JP2001514060A (ja) | 金属イオン吸着体、その製造方法および使用 | |
AU636703B2 (en) | Controlled pore composite polytetrafluoroethylene article and method therefor | |
CN1315568C (zh) | 含有结块的结合剂活性组分颗粒的过滤介质 | |
JP2000510760A (ja) | オキシダントスカベンジャーとしての粒子充填膜 | |
CZ70294A3 (en) | Non-woven fibrous product containing particles, for separation and purification purposes and process for producing thereof | |
US5492723A (en) | Adsorbent medium | |
EP2531231A1 (en) | Carbon and its use in blood cleansing applications | |
JPH09507787A (ja) | 吸着材料および方法 | |
JP2022519823A (ja) | 電荷を有するシクロデキストリンポリマー材料ならびにその製造法及び使用法 | |
CN104705785B (zh) | 一种醋酸纤维素微粒聚集体及其制备方法与应用 | |
JPS58214A (ja) | フイルタ−およびその製造法 | |
JPH0653170B2 (ja) | β2ミクログロブリン吸着剤 | |
US5209887A (en) | Process for manufacturing microspherules of activated carbon | |
CN107617426A (zh) | 一种高吸附量晶胶微球颗粒的制备方法 | |
JPH02241541A (ja) | 吸収性磁性粒子 | |
US4404285A (en) | Process for preparing a zero standard serum | |
Van Wagenen et al. | Activated carbons for medical applications. In vitro microparticle characterization and solute adsorption | |
JP2015085240A (ja) | 成形セシウム吸着材及びその製造方法 | |
White et al. | Adsorbent for metal ions and method of making and using | |
CN108864069A (zh) | 一种利伐沙班微粒及其制备方法与应用 | |
CN114405483A (zh) | 具有核壳结构的多孔纤维素微球吸附剂及制备方法和应用 | |
JPS58501009A (ja) | ゼロ標準血清の製造方法 | |
DE60210481T2 (de) | Verfahren zum behandeln eines kleidungstückes unter verwendung eines filters mit integriertem fluidspender |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040823 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070529 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20070828 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20070904 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080311 |