JP2003126687A - Adsorbing material - Google Patents

Adsorbing material

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JP2003126687A
JP2003126687A JP2001325270A JP2001325270A JP2003126687A JP 2003126687 A JP2003126687 A JP 2003126687A JP 2001325270 A JP2001325270 A JP 2001325270A JP 2001325270 A JP2001325270 A JP 2001325270A JP 2003126687 A JP2003126687 A JP 2003126687A
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hap
adsorbent
adsorption performance
powder
water
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JP2001325270A
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Japanese (ja)
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Sohei Nakagawa
草平 中川
Toshihiro Yamagami
敏弘 山上
Fumihiro Kaji
文宏 鍛冶
Nobuyuki Matsuda
信之 松田
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Taihei Chemicals Ltd
Taihei Chemical Industrial Co Ltd
Original Assignee
Taihei Chemicals Ltd
Taihei Chemical Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an adsorbing material with an excellent adsorption performance for a heavy metal and with an excellent selective adsorption performance for an organic substance. SOLUTION: The adsorbing material comprises powder or granular of a low crystalline hydroxyapatite in which Ca/P (molar ratio)=1.4 to 1.8. It is preferable that a crystal shape is plate-like.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、重金属や有機系物
質を効果的に吸着するための吸着材に関し、殊にヒドロ
キシアパタイトにおける形態を適切なものとすることに
よって優れた吸着性能を発揮することのできる吸着材に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an adsorbent for effectively adsorbing a heavy metal or an organic substance, and in particular, to exert an excellent adsorption performance by adjusting the form of hydroxyapatite to an appropriate one. The present invention relates to an adsorbent that can be used.

【0002】[0002]

【従来の技術】排水中に含まれる有害な重金属を除去す
る手段として吸着材が使用されており、その代表的なも
のとして従来からゼオライトが一般的に知られている。
しかしながら、ゼオライトは主に物理的吸着の作用によ
って重金属を吸着するものであるので、複数の重金属イ
オンを吸着しようとした場合には、個々のイオン径に合
致した気孔を有するものを選択する必要があり、その使
用は汎用性のないものである。こうしたことから、これ
までにも様々な吸着材が提案されている。
2. Description of the Related Art An adsorbent is used as a means for removing harmful heavy metals contained in waste water, and zeolite has been generally known as a typical one.
However, since zeolite mainly adsorbs heavy metals by the action of physical adsorption, when adsorbing a plurality of heavy metal ions, it is necessary to select one having pores matching the individual ion diameters. Yes, its use is not universal. Therefore, various adsorbents have been proposed so far.

【0003】こうした技術の一つとして、ビーズ状のキ
レート樹脂を吸着材として用いることも提案されてい
る。しかしながら、キレート樹脂では、低濃度の溶存金
属イオンを効率的に吸着分離することは困難であり、多
量の樹脂が必要となるという問題がある。また、産業廃
棄物等の洗浄水はアルカリ性を呈しており、キレート樹
脂はアルカリ性環境において吸着性能が低下するばかり
か、樹脂自体の劣化も生じることになる。更に、キレー
ト樹脂は一般に高価であるので、不経済であるという欠
点もある。
As one of such techniques, it has been proposed to use a bead-shaped chelate resin as an adsorbent. However, the chelate resin has a problem that it is difficult to efficiently adsorb and separate low-concentration dissolved metal ions, and a large amount of resin is required. In addition, the washing water for industrial waste and the like is alkaline, so that not only the adsorption performance of the chelate resin decreases in an alkaline environment, but also the resin itself deteriorates. Further, since the chelate resin is generally expensive, there is a drawback that it is uneconomical.

【0004】吸着材の素材として、アルミノケイ酸塩系
無機イオン交換体を用いることも提案されている(例え
ば、特開平8−132026号)。しかしながら、こう
したイオン交換体では、その製造過程での副反応生成物
や不純物を含んでいることがあり、これらが使用中に溶
出するという問題がある。
It has also been proposed to use an aluminosilicate type inorganic ion exchanger as a material for the adsorbent (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-132026). However, such an ion exchanger may contain side reaction products and impurities in the manufacturing process thereof, and there is a problem that these are eluted during use.

【0005】ところでヒドロキシアパタイト[Ca
10(PO46(OH)2またはCa10-z(HPO4)
z(PO46-z(OH)2・nH2O、以下「HAP」と
略記することがある]は、生体との親和性が良好である
ので、人口骨や人口歯等の素材として広く利用されてい
るが、カルシウムイオンとの置換により、鉛(Pb)、
カドミウム(Cd)、水銀(Hg)等の公害性の重金属
に対して優れた吸着性を有することも知られており、こ
うした特性を生かして各種重金属の吸着剤として利用さ
れつつある。但し、吸着材として利用されているHAP
は、針状若しくは柱状の結晶を一次粒子とする微結晶の
凝集体となるのが一般的であるので、こうしたHAPに
液体を流すと、通液抵抗が大きくなるという欠点があ
る。こうしたことから、何らかの方法によって基材(担
体)表面にHAPを担持させた状態で使用されるのが一
般的である。
By the way, hydroxyapatite [Ca
10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 or Ca 10-z (HPO4)
z (PO 4 ) 6-z (OH) 2 · nH 2 O, which may be abbreviated as “HAP” below, has a good affinity with living organisms and is therefore used as a material for artificial bones and teeth. It is widely used, but by substitution with calcium ion, lead (Pb),
It is also known that it has excellent adsorptivity to pollutant heavy metals such as cadmium (Cd) and mercury (Hg), and it is being utilized as an adsorbent for various heavy metals by utilizing these characteristics. However, HAP used as an adsorbent
Since it is generally an agglomerate of fine crystals having needle-like or columnar crystals as primary particles, there is a disadvantage that flowing resistance increases when flowing a liquid through such HAP. For this reason, it is generally used in a state where HAP is carried on the surface of the base material (carrier) by some method.

【0006】こうした技術として、例えば特許第311
6507号には、カルシウムを含む無機多孔質硬質体を
リン酸水溶液中に浸漬し、その後養生することによっ
て、硬質体表面に水酸化アパタイトを析出させて吸着材
として用いる方法が提案されている。また特開2000
−47038号には、繊維状活性炭とHAPと結合材を
組み合わせて成型した浄化器用カートリッジが提案され
ている。更に、特許第3091126号には、焼成して
高結晶化されたHAPでは、カルシウムの溶出が効率的
でなく、重金属に対する吸着性能が十分でないとの観点
から、多数の微孔を有する多孔質基材に非晶質のHAP
を含有させた重金属用吸着材が提案されている。
As such a technique, for example, Japanese Patent No. 311
No. 6507 proposes a method in which an inorganic porous hard body containing calcium is immersed in a phosphoric acid aqueous solution and then cured to precipitate hydroxyapatite on the surface of the hard body and to use it as an adsorbent. In addition, JP 2000
No. -47038 proposes a purifier cartridge formed by combining fibrous activated carbon, HAP, and a binder. Further, in Japanese Patent No. 3091126, HAP which is highly crystallized by firing has a porous group having a large number of micropores from the viewpoint that calcium is not efficiently eluted and adsorption performance for heavy metals is not sufficient. Amorphous HAP for wood
An adsorbent for heavy metals that contains is proposed.

【0007】しかしながら、これらの技術では、基材表
面にHAPを担持させるものであるので、複雑な加工工
程が必要になるという問題がある。また、これまでのH
APでは、高結晶性若しくは非結晶性のものが使用され
てきたのであるが、これらのHAPでは吸着性能が依然
として十分とはいえず、吸着性能の更なる向上が望まれ
ている。
However, in these techniques, since HAP is carried on the surface of the base material, there is a problem that complicated processing steps are required. Also, the previous H
Although highly crystalline or non-crystalline AP has been used, these HAPs cannot be said to have sufficient adsorption performance, and further improvement in adsorption performance is desired.

【0008】一方、皮膚老廃物である遊離脂肪酸や過酸
化脂質等の有機系物質は、肌荒れ等の悪影響を及ぼすこ
とから、こうした有機系物質の生成抑制若しくは除去す
ることが要求されている。また皮膚を滑らかにするとい
う作用を有するとされるスクアレン(Squalene)も、化
粧品の成分として近年含有されることがあり、この成分
は光酸化によって過酸化脂質を生成することが知られて
いる。
On the other hand, organic substances such as free fatty acids and lipid peroxides, which are waste products of the skin, have an adverse effect such as rough skin. Therefore, it is required to suppress or remove the production of such organic substances. In addition, squalene, which is said to have the effect of smoothing the skin, has been recently included as a cosmetic ingredient, and it is known that this ingredient produces lipid peroxide by photooxidation.

【0009】こうした有機系物質の生成を抑制する薬剤
として、有機天然系のものが一般的に使用されているが
(例えば、特開平6−128141号、同10−362
78号等)、有機天然系の薬剤では安定配合が難しくて
配合量に制限があり、期待する効果が得られていないの
が実情である。そこで、遊離脂肪酸や過酸化脂質に対し
ても選択的な吸着性を有するHAPが着目され、HAP
を皮膚用外用剤の成分として用いることも提案されてい
る(例えば、特公平6−92288号)。尚、この技術
で用いるHAPは、水蒸気雰囲気中で900〜1200
℃の高温下で固相反応によって生成された粉末のもので
あり、高結晶性であることが示唆されている。
As a drug for suppressing the production of such organic substances, organic natural compounds are generally used (for example, JP-A-6-128141 and 10-362).
No. 78, etc.), it is difficult to stably compound with organic natural drugs, and the compounding amount is limited, so that the expected effect is not obtained. Therefore, attention has been paid to HAP, which has selective adsorptivity for free fatty acids and lipid peroxides.
Is also proposed as a component of an external preparation for skin (for example, Japanese Patent Publication No. 6-92288). The HAP used in this technique is 900 to 1200 in a steam atmosphere.
It is a powder produced by a solid phase reaction at a high temperature of ℃, and it is suggested to have high crystallinity.

【0010】上記の様な技術によって、HAPは有機系
物質に対しても吸着性能が発揮されることが示されたと
いえるが、その用途によってはその吸着性能が十分に発
揮されないのが実情である。例えば、食品や化粧品では
各種脂肪酸が含まれており、その酸化劣化によって異臭
や活性酸素が発生するので、その原因となる遊離脂肪酸
や過酸化脂質の生成抑制若しくは除去が望まれている
が、期待する効果が得られていない。
Although it can be said that the above-mentioned technique shows that HAP exhibits an adsorption performance even for an organic substance, it is a fact that the adsorption performance is not sufficiently exhibited depending on its use. . For example, various fatty acids are contained in foods and cosmetics, and odorous deterioration and active oxygen are generated due to the oxidative deterioration thereof. Therefore, it is desired to suppress or remove the production of free fatty acids and lipid peroxides that cause them. The effect is not obtained.

【0011】例えば、オリーブ油やオレイン酸中の過酸
化脂質をHAPの吸着作用によって除去する技術も提案
されているが(例えば、「日本化学会第53秋季年会講
演予稿集II」第816頁、保原等)、実用的な実験条件
においては十分な吸着性能が発揮されず、その除去効果
は低いものである。
For example, a technique for removing lipid peroxide in olive oil or oleic acid by the adsorption action of HAP has been proposed (for example, "53rd Autumn Meeting of the Chemical Society of Japan Proceedings II", p. 816, Hobara, etc.), under practical experimental conditions, sufficient adsorption performance is not exhibited, and its removal effect is low.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした状況
の下になされたものであって、その目的は、重金属に対
する吸着性能は勿論のこと、有機系物質に対する選択的
な吸着性能にも優れた吸着材を提供することにある。
The present invention has been made under these circumstances, and its purpose is not only excellent in the adsorption performance for heavy metals but also excellent in selective adsorption performance for organic substances. To provide an adsorbent.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成し得た
本発明の吸着材とは、Ca/P(モル比)=1.4〜
1.8である低結晶性ヒドロキシアパタイトの粉末若し
くは顆粒からなるものである点に要旨を有するものであ
る。また、この吸着材として用いる低結晶性ヒドロキシ
アパタイトは、一次粒子が大きくなるという観点から、
平均粒径:1〜100μmで比表面積:1〜100m2
/gの板状結晶であるものが好ましい。
Means for Solving the Problems The adsorbent of the present invention capable of achieving the above object is Ca / P (molar ratio) = 1.4-
The gist is that it is a powder or granules of low crystalline hydroxyapatite of 1.8. In addition, the low crystalline hydroxyapatite used as this adsorbent has a large primary particle,
Average particle size: 1-100 μm and specific surface area: 1-100 m 2
What is a plate-like crystal of / g is preferable.

【0014】一方、本発明の吸着材で吸着することがで
きる被吸着物質としては、(1)Pb,Cd,Hg等の
重金属類や、(2)脂質、過酸化脂質等の有機系物質が
挙げられ、いずれを対象としても優れた吸着性能を示す
ものとなる。
On the other hand, as the substances to be adsorbed by the adsorbent of the present invention, (1) heavy metals such as Pb, Cd, and Hg, and (2) organic substances such as lipids and lipid peroxides. Among them, any one of them has excellent adsorption performance.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明者らは、HAPを素材とし
て用いることを前提として、このHAPにおける吸着材
としての最適な形態について、様々な角度から検討し
た。その結果、Ca/P(モル比)が所定の範囲にある
HAPで低結晶性のものでは、重金属や有機系物質のい
ずれに対しても優れた吸着性能を示すことを見出し、本
発明を完成した。即ち、これまで吸着材として用いられ
ているHAPは、できるだけ結晶性の高いものまたは非
晶質のものが使用されてきたが、本発明者らが検討した
ところによれば、結晶性の比較的低いHAPの方が各種
物質に対して優れた吸着性能を示すことが分かったので
ある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventors examined the optimum form of an adsorbent in this HAP from various angles, assuming that HAP is used as a material. As a result, they found that a HAP having a Ca / P (molar ratio) within a predetermined range and having low crystallinity exhibits excellent adsorption performance for both heavy metals and organic substances, and completed the present invention. did. That is, as the HAP used as an adsorbent, one having a crystallinity as high as possible or an amorphous one has been used so far. It has been found that lower HAP has better adsorption performance for various substances.

【0016】本発明の吸着材は、上述の如く低結晶性の
HAPからなるものであるが、この「低結晶性」とはア
パタイトの結晶発達度合いが低い状態を意味し、例えば
X線回折において2θ=25.878°、面間隔(d)
=3.44Å(hkl=002)の回折線における半価
幅(FWHM;full width at half maximum)が0.2
°以上のものを言う。即ち、上記FWHMが0.2°以
上のものでは、結晶子が小さく、配列が不均一となって
おり、本発明ではこうした状態を「低結晶性」と呼んで
いる。尚、本発明のHAPは、Ca/P(モル比)=
1.4〜1.8のものであるが、これはCa/Pが1.
8より高いとCa(OH)2等を含み、Ca/Pが1.
4よりも低いと第二リン酸カルシウム(CaHPO4
2H2O)が主に生成するという理由からである。
The adsorbent of the present invention is made of HAP having a low crystallinity as described above. The "low crystallinity" means a state in which the degree of crystal development of apatite is low, for example, in X-ray diffraction. 2θ = 25.878 °, surface spacing (d)
= Full width at half maximum (FWHM) in the diffraction line of 3.44Å (hkl = 002) is 0.2
Say more than °. That is, when the FWHM is 0.2 ° or more, the crystallites are small and the arrangement is non-uniform. In the present invention, such a state is called “low crystallinity”. The HAP of the present invention is Ca / P (molar ratio) =
1.4 to 1.8, but Ca / P is 1.
When it is higher than 8, Ca (OH) 2 is contained and Ca / P is 1.
When it is lower than 4 , dibasic calcium phosphate (CaHPO 4 ,
2H 2 O) is mainly produced.

【0017】こうした低結晶性HAPでは、溶液中の極
めて低濃度の重金属、或は実用的な濃度条件における脂
質や過酸化脂質等を効果的に吸着することができ、これ
までの吸着材に比べて吸着飽和量が高いものとなる。こ
うした低結晶性のHAPを用いることによって、吸着性
能が更に優れたものとなる理由については、その全てを
解明し得た訳ではないが、おそらく結晶を構成するイオ
ン同士の結合力が弱いために重金属に対してはイオン交
換反応が起こりやすく、有機物に対しては反応活性が高
くなり、表面吸着能力が高くなるものと考えることがで
きた。
[0017] Such low crystalline HAP can effectively adsorb extremely low concentrations of heavy metals in the solution, or lipids and lipid peroxides under practical concentration conditions, and compared with conventional adsorbents. Therefore, the adsorption saturation becomes high. It is not possible to elucidate all of the reasons why the adsorption performance is further improved by using such low crystallinity HAP, but it is probably because the bonding force between the ions constituting the crystal is weak. It can be considered that the ion exchange reaction is likely to occur with heavy metals, the reaction activity with respect to organic substances becomes high, and the surface adsorption capacity becomes high.

【0018】本発明の吸着材として用いる低結晶性HA
Pは、その外観形状については粉末状や顆粒状のいずれ
をも採用でき、また造粒したものであっても良い。また
結晶粒形状が板状結晶のHAPでは、従来の針状や柱状
の結晶に比べて、平均粒径が大きくなって凝集性が小さ
いので、こうしたHAPを吸着材として用いて通水して
も通水抵抗が大きくなることがなく、通水量も大きく維
持できることになり、浄水用途にも適したものとなる。
更に、HAPはアルカリ性でも安定な化合物であり、こ
うしたアルカリ環境下においても吸着力が低下すること
がないという利点もある。特に、板状結晶のHAPで
は、球形のHAPに比べて比表面積が大きなものとな
り、こうした点においても吸着性能を更に向上できるも
のとなる。
Low crystalline HA used as the adsorbent of the present invention
The appearance of P may be either powdery or granular, and may be granulated. In addition, HAP having a plate-like crystal has a larger average grain size and smaller cohesiveness than conventional needle-shaped or columnar crystals, and therefore, even when such HAP is used as an adsorbent, water can flow. The water flow resistance does not increase, and the water flow rate can be maintained large, making it suitable for water purification applications.
Furthermore, HAP is a stable compound even if it is alkaline, and has the advantage that the adsorptive power does not decrease even in such an alkaline environment. In particular, plate-shaped HAP has a larger specific surface area than spherical HAP, and in this respect also, the adsorption performance can be further improved.

【0019】尚、板状結晶のHAPは、平均粒径:1〜
100μmで比表面積:1〜100m2/gであること
が好ましい。この平均粒径が1μm未満では、通水圧損
が大きくなり、浄水器で用いる吸着材としては不向きに
なり、100μmを超えるようなHAPは通常の合成法
では製造できず、工業的に生産化することが困難にな
る。また上記の様な物性を有する板状結晶のHAPは、
後述する方法によって製造することができる。
The plate-shaped HAP has an average particle size of 1 to 1.
It is preferable that the specific surface area is 100 μm and the specific surface area is 1 to 100 m 2 / g. If this average particle size is less than 1 μm, the water pressure loss becomes large, making it unsuitable as an adsorbent used in a water purifier, and HAP exceeding 100 μm cannot be manufactured by a normal synthesis method and is industrially produced. Becomes difficult. In addition, the plate-like crystal HAP having the above physical properties is
It can be manufactured by the method described below.

【0020】板状結晶からなる低結晶性HAPとは、結
晶発達度合いが低い結晶子が単なる凝集体ではなく、化
学的に結合して一次粒子が板状となったような形態のH
APを意味する。また「板状」とは、結晶の全体形状の
如何にかかわらず、結晶粒形態が平たいものであれば良
く、この板状構造には、薄片状、薄板状、鱗片状、葉片
状、雲母状、箔状等が含まれ、更に板状面は、正方形、
長方形、平行四辺形、楕円形、円形、不定形を含み、ま
たこの板状面の表面には凹凸が存在していても良い。
The low crystallinity HAP consisting of plate-like crystals means that crystallites having a low degree of crystal growth are not merely aggregates but chemically bonded to form primary particles into a plate-like form.
Means AP. The term "plate-like" means that the crystal grain morphology is flat regardless of the overall shape of the crystal, and this plate-like structure includes flakes, thin plates, scales, leaf flakes, and mica. Shape, foil shape, etc., and the plate surface is square,
It includes a rectangle, a parallelogram, an ellipse, a circle, and an irregular shape, and the surface of this plate-like surface may have irregularities.

【0021】上記のような低結晶のHAPを製造するに
当たっては、HAPが低結晶性になり得るものであれば
どのような方法も採用でき、例えば本発明者らが先に開
発した方法である特開平9−40408号の方法や、公
知チゼリウス(Tiselius)の方法等が挙げられる。
In producing the low-crystal HAP as described above, any method can be adopted as long as the HAP can have low crystallinity, for example, the method previously developed by the present inventors. The method disclosed in JP-A-9-40408 and the known Tiselius method can be used.

【0022】このうち、特開平9−40408号の方法
では、板状の結晶形態を有する平均粒径が5〜30μm
程度のCaHPO4・2H2O粉末と、平均粒径を5μm
以下にしたCaCO3粉末を原料とし、これらを適度な
配合比率(例えば、Ca原子のリン原子に対する原子比
が1.4〜1.8の範囲となるような割合)として水に
懸濁させて水懸濁液液体とし、この懸濁液を40〜70
℃程度の温度に保持して穏やかに反応させるものであ
る。一方、チゼリウス(Tiselius)の方法では、CaHP
4・2H2O粉末に、アルカリ水溶液を加えて水懸濁液
とし、この懸濁液を加熱・保持して、濾過・乾燥させる
ものである。
Among them, according to the method of JP-A-9-40408, the average grain size having a plate-like crystal morphology is 5 to 30 μm.
CaHPO 4 .2H 2 O powder with an average particle size of 5 μm
The following CaCO 3 powder is used as a raw material, and these are suspended in water at an appropriate mixing ratio (for example, the ratio of Ca atom to phosphorus atom is in the range of 1.4 to 1.8). A water suspension liquid is prepared, and this suspension is 40 to 70
The temperature is kept at about ℃ and the reaction is carried out gently. On the other hand, in the method of Tiselius, CaHP
An aqueous alkaline solution is added to O 4 .2H 2 O powder to form an aqueous suspension, and the suspension is heated and held, filtered and dried.

【0023】これらの方法の他、(a)硝酸カルシウム
[Ca(NO32]とリン酸水素アンモニウム[(NH
42HPO4]とをイオン交換反応させる方法、(b)
Ca(OH)2にMg(OH)2を混合して、リン酸と反
応させて結晶内のCaの一部をMgに置換させる方法
[例えば、「歯と骨をつくるアパタイトの化学」、東海
大学出版社]、(c)α型リン酸三カルシウムの水和反
応を利用する方法、等も採用できる。
In addition to these methods, (a) calcium nitrate [Ca (NO 3 ) 2 ] and ammonium hydrogen phosphate [(NH
4 ) 2 HPO 4 ], and (b)
A method of mixing Ca (OH) 2 with Mg (OH) 2 and reacting it with phosphoric acid to replace a part of Ca in the crystal with Mg [eg, “Chemistry of apatite forming teeth and bones”, Tokai University Press], (c) Method utilizing hydration reaction of α-type tricalcium phosphate, and the like can also be adopted.

【0024】いずれの方法を採用しても、低結晶性のH
APを得るには、反応速度を速くするか、結晶配列が不
均一になるような反応条件で行う様にすれば良い。具体
的には、反応を高温で行ったり水溶性でイオン化する原
料を使用することによって反応速度を速くすることがで
きる。また、HAPでは構成イオンの一部が異種イオン
に置換された構造をもつものを容易に生成するが(例え
ばPO4 3-イオンまたはOH-イオンはCO3 2-イオン
に、Ca2+イオンはMg2+等のアルカリ土類金属イオン
に置換される)、異種イオンに置換すると、イオン半径
が異なるので結晶配列が不均一なものとなる。
Whichever method is adopted, H of low crystallinity is obtained.
To obtain AP, the reaction rate may be increased or the reaction conditions may be such that the crystal arrangement becomes non-uniform. Specifically, the reaction rate can be increased by carrying out the reaction at a high temperature or by using a water-soluble and ionizable raw material. Further, in HAP, one having a structure in which a part of the constituent ions is replaced with a different kind of ion is easily generated (for example, PO 4 3− ion or OH ion is CO 3 2− ion, Ca 2+ ion is When it is replaced with an alkaline earth metal ion such as Mg 2+ ) or with a different ion, the ionic radius is different and the crystal arrangement becomes non-uniform.

【0025】本発明の吸着材を、重金属用の吸着材とし
て使用するには、HAPだけを用いることもできるが、
必要によって活性炭等の担体を所定の割合で混合しても
良い。また、本発明の吸着材を化粧品の顔料として使用
する場合には、化粧品原料として使用される各種物質と
共に混合して使用すれば良い。尚、本発明者らは、板状
結晶からなるHAPが、化粧品顔料としても有用である
ことを見出しており、(特開平11−240819
号)、本発明のHAPをこうした用途に使用した場合に
は、化粧品顔料としての機能に加えて、吸着材としての
機能も発揮することになる。
To use the adsorbent of the present invention as an adsorbent for heavy metals, HAP alone can be used.
If necessary, carriers such as activated carbon may be mixed in a predetermined ratio. When the adsorbent of the present invention is used as a pigment for cosmetics, it may be used by mixing it with various substances used as raw materials for cosmetics. The inventors of the present invention have found that HAP consisting of plate crystals is also useful as a cosmetic pigment (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-240819).
No.), when the HAP of the present invention is used for such an application, it exhibits a function as an adsorbent in addition to a function as a cosmetic pigment.

【0026】以下、本発明の吸着材を実施例によって更
に具体的に説明するが、下記実施例は本発明を限定する
性質のものではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更
することは、いずれも本発明の技術的範囲に含まれるも
のである。
Hereinafter, the adsorbent of the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The following Examples are not of a nature limiting the present invention, and the design may be changed in view of the above-mentioned and the following points. Any of these are included in the technical scope of the present invention.

【0027】[0027]

【実施例】製造例1(Tiseliusの方法) CaHPO4・2H2O粉末(太平化学産業製)に、アル
カリ(例えば、NaOH)を加えて水懸濁状態とした
後、加熱・保持し、濾過・乾燥して目的の粉末を得た。
得られた粉末は、平均粒径:17μm、比表面積:36
2/g、FWMH:0.29°である板状HAPから
なるものであった。
EXAMPLES Production Example 1 (Method of Tiselius) CaHPO 4 .2H 2 O powder (manufactured by Taihei Kagaku Sangyo Co., Ltd.) was mixed with an alkali (for example, NaOH) to form a water suspension, which was then heated, held, and filtered. -Drying to obtain the target powder.
The obtained powder has an average particle size of 17 μm and a specific surface area of 36.
It was composed of plate-like HAP having m 2 / g and FWMH of 0.29 °.

【0028】製造例2(特開平9−40408号の方
法) CaHPO4・2H2O粉末(太平化学産業製)に、Ca
CO3粉末(宇部マテリアルズ製)を加えて水懸濁状態
とした後、加熱・保持し、濾過・乾燥して目的の粉末を
得た。得られた粉末は、平均粒径:15μm、比表面
積:83m2/g、FWMH:0.27°である板状H
APからなるものであった。
Production Example 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-40408)
Method) CaHPO 4 .2H 2 O powder (made by Taihei Chemical Industry)
CO 3 powder (manufactured by Ube Materials) was added to make a water suspension state, followed by heating and holding, filtration and drying to obtain a target powder. The obtained powder is a plate-like H having an average particle size: 15 μm, a specific surface area: 83 m 2 / g, and a FWMH: 0.27 °.
It consisted of AP.

【0029】製造例3 Ca(OH)2粉末(宇部マテリアルズ製)に水を加え
て水懸濁状態とした後、リン酸(東ソー製)を加えて反
応させ、加熱・保持し、噴霧乾燥機を使用して顆粒状の
造粒体を得た。得られた造粒体は、平均粒径:137μ
m(0.2〜0.3μmの一次粒子が球形に凝集したも
の)、比表面積:46m2/g、FWMH:0.24°
である柱状のHAPからなるものであった。
Production Example 3 After adding water to Ca (OH) 2 powder (manufactured by Ube Materials) to form a water suspension state, phosphoric acid (manufactured by Tosoh Corporation) was added to cause a reaction, heating and holding, and spray drying. Using a machine, a granular granule was obtained. The obtained granules have an average particle diameter of 137μ.
m (primary particles of 0.2 to 0.3 μm aggregated into a spherical shape), specific surface area: 46 m 2 / g, FWMH: 0.24 °
Was made of columnar HAP.

【0030】製造例4 Ca(OH)2粉末(宇部マテリアルズ製)に水を加え
て水懸濁状態とした後、リン酸(東ソー製)を加えて反
応させ、加熱・保持し、濾過・加熱して粉末を得た。得
られた粉末と、1%CMC(カルボキシメチルセルロー
ス;和光純薬工業製)水溶液を原料とし、傾斜サラ型造
粒機を使用して顆粒状の成型体を得た。得られた成型体
は、平均粒径:1mm(0.2〜0.3μmの一次粒子
が球形に凝集したもの)、比表面積:51m2/g、F
WMH:0.25°である柱状のHAPからなるもので
あった。
Production Example 4 After adding water to Ca (OH) 2 powder (manufactured by Ube Materials) to make a water suspension state, phosphoric acid (manufactured by Tosoh Corporation) was added to cause a reaction, heating, holding, filtration, Heated to obtain a powder. Using the obtained powder and a 1% CMC (carboxymethyl cellulose; Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) aqueous solution as a raw material, a granular molding was obtained using an inclined Sara granulator. The obtained molded product had an average particle size of 1 mm (primary particles of 0.2 to 0.3 μm were aggregated into a spherical shape), specific surface area: 51 m 2 / g, F
It consisted of columnar HAP with WMH: 0.25 °.

【0031】製造例5 CaHPO4粉末(太平化学産業製)に、CaCO3粉末
(宇部マテリアルズ製)を加えて水懸濁状態とした後、
加熱・保持し、濾過・加熱して粉末を得た。得られた粉
末は、平均粒径:10μm(3〜4μmの一次粒子が球
形に凝集したもの)、比表面積:19m2/g、FWM
H:0.13°である柱状のHAPからなるものであっ
た。
Production Example 5 CaCO 3 powder (manufactured by Ube Materials) was added to CaHPO 4 powder (manufactured by Taihei Kagaku Sangyo Co., Ltd.) to prepare a water suspension,
The powder was obtained by heating and holding and filtering and heating. The obtained powder has an average particle size of 10 μm (primary particles of 3 to 4 μm are aggregated in a spherical shape), specific surface area: 19 m 2 / g, FWM.
It was composed of columnar HAP having H: 0.13 °.

【0032】製造例6 Ca(OH)2粉末(宇部マテリアルズ製)に水を加え
て水懸濁状態とした後、リン酸(東ソー製)を加えて反
応させ、加熱・保持し、噴霧乾燥機を使用して顆粒状の
造粒体とし、更に500℃で焼成した。得られた造粒体
は、平均粒径:132μm(0.2〜0.3μmの一次
粒子が球形に凝集したもの)、比表面積:40m2
g、FWMH:0.17°である柱状のHAPからなる
ものであった。
Production Example 6 After adding water to Ca (OH) 2 powder (manufactured by Ube Materials) to form a water suspension state, phosphoric acid (manufactured by Tosoh Corporation) was added to cause a reaction, heating and holding, and spray drying. Using a machine, it was made into granular granules, and further calcined at 500 ° C. The obtained granules had an average particle size: 132 μm (primary particles of 0.2 to 0.3 μm were aggregated into a spherical shape), specific surface area: 40 m 2 /
g, FWMH: 0.17 ° columnar HAP.

【0033】実施例1 上記各製造方法で得られたHAPと、粒状活性炭(太平
化学産業製、粒径:300μm)を用い、これらをHA
P:活性炭=20:80(質量比)で混合した試料を用
い、下記の条件で通水試験と吸着試験を行った。
Example 1 Using the HAP obtained by each of the above production methods and granular activated carbon (manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd., particle size: 300 μm), HA
Using a sample mixed with P: activated carbon = 20: 80 (mass ratio), a water flow test and an adsorption test were performed under the following conditions.

【0034】(通水試験)直径:60mm×長さ:10
0mmの充填塔に各試料を充填し、一次圧0.1MPa
で水を流し、1000L(リットル)を通水した時点で
流量(通水量)を測定した。
(Water flow test) Diameter: 60 mm x length: 10
Each sample was packed in a 0 mm packed tower, and the primary pressure was 0.1 MPa.
The water was made to flow through and the flow rate (flow rate) was measured when 1000 L (liter) was passed.

【0035】(吸着試験)上記充填塔に試料を充填し、
1L/minの通水速度で50ppbの鉛イオンを含む
水を流し、1000L通水した時点での排水された水中
の残留鉛イオン濃度をIPC発光分析法で定量し、各試
料における吸着性能を評価した。
(Adsorption test) The above packed tower was filled with a sample,
Water containing 50 ppb lead ions was passed at a water flow rate of 1 L / min, and the residual lead ion concentration in the drained water at the time of 1000 L water flow was quantified by IPC emission spectrometry, and the adsorption performance of each sample was evaluated. did.

【0036】これらの試験結果を、各試料で用いたHA
Pの製造方法と共に、下記表1に示すが、本発明で規定
する要件を満足するもの(No.1〜4)では、良好な
通水性を示すと共に、吸着性能においても優れているこ
とが分かる。
The results of these tests were used for the HA used for each sample.
It is shown in the following Table 1 together with the method for producing P. Those which satisfy the requirements specified in the present invention (Nos. 1 to 4) show good water permeability and are also excellent in adsorption performance. .

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】実施例2 上記各製造方法によって得られた各HAPを用い、下記
の条件でバッチ式による重金属に対する吸着性能を評価
した。
Example 2 Using each HAP obtained by each of the above-mentioned production methods, the adsorption performance for heavy metals by the batch method was evaluated under the following conditions.

【0039】(試験条件)各々、Pb:2000pp
m、Cd:300ppm、Hg:250ppmを含む水
200mLに、各1gの吸着材を加え、25℃の恒温槽
中で1時間攪拌した後、固液分離し、濾液の重金属イオ
ン濃度をIPC発光分析法によって定量し、残留濃度を
測定した。
(Test conditions) Pb: 2000 pp
1 g of each adsorbent was added to 200 mL of water containing m, Cd: 300 ppm, Hg: 250 ppm, stirred for 1 hour in a constant temperature bath at 25 ° C., and then solid-liquid separated, and the heavy metal ion concentration of the filtrate was analyzed by IPC emission spectrometry. The residual concentration was measured by the method.

【0040】その結果を、用いたHAPの製造方法と共
に、下記表2に示す。尚、表2には、合成ゼオライト粉
末を吸着材として用いて試験した結果(No.13)に
ついても示した。この結果から明らかなように、本発明
で規定する要件を満足するもの(No.7〜10)で
は、良好な通水性を示すと共に、吸着性能においても優
れていることが分かる。
The results are shown in Table 2 below together with the method for producing HAP used. Table 2 also shows the result (No. 13) of the test using the synthetic zeolite powder as the adsorbent. As is clear from these results, it is understood that those satisfying the requirements specified in the present invention (Nos. 7 to 10) exhibit good water permeability and are excellent in adsorption performance.

【0041】[0041]

【表2】 [Table 2]

【0042】実施例3 上記各製造方法によって得られた各HAPを用い、下記
の条件で脂質に対する吸着性能および過酸化脂質の選択
的な除去性能について評価した。
Example 3 Using each HAP obtained by each of the above-mentioned production methods, adsorption performance for lipid and selective removal performance of lipid peroxide were evaluated under the following conditions.

【0043】(試験条件)ヘキサン:50mLで希釈し
たオリーブ油5gに、試料を5g添加し、シェーカで1
時間攪拌した後濾過し、更にヘキサン50mLで洗浄し
た。得られた濾過物を、120℃で12時間乾燥し、濾
液はエバポレータを用い、減圧下、60℃でヘキサンを
除去し、その後80℃で乾燥した。
(Test conditions) Hexane: 5 g of the sample was added to 5 g of olive oil diluted with 50 mL, and 1
After stirring for an hour, the mixture was filtered and washed with 50 mL of hexane. The obtained filtered product was dried at 120 ° C. for 12 hours, and the filtrate was evaporated under reduced pressure to remove hexane at 60 ° C. and then dried at 80 ° C.

【0044】濾過物を650℃で2時間の強熱減量を測
定し、ブランク(サンプルとヘキサンのみ)より差し引
いて脂質吸着量を測定した。また、過酸化脂質の除去率
については、濾液中の過酸化物価をヨウ素滴定法(酢酸
−イソオクタン法)によって測定し、サンプル無添加の
ブランクの測定値より差し引いて算出した。
The loss on ignition of the filtrate was measured for 2 hours at 650 ° C., and the amount of adsorbed lipid was measured by subtracting from the blank (sample and hexane only). Further, the removal rate of lipid peroxide was calculated by measuring the peroxide value in the filtrate by the iodometric titration method (acetic acid-isooctane method) and subtracting it from the measured value of the sample-free blank.

【0045】その結果を、用いたHAPの製造方法と共
に下記表3に示すが、この結果から明らかなように、本
発明で規定する要件を満足するもの(No.14〜1
7)では、良好な吸着性能を示していることが分かる。
The results are shown in Table 3 below together with the method for producing HAP used. As is clear from these results, those satisfying the requirements specified in the present invention (Nos. 14 to 1).
It can be seen that in 7), good adsorption performance is exhibited.

【0046】[0046]

【表3】 [Table 3]

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、重
金属に対する吸着性能は勿論のこと、有機系物質に対す
る選択的な吸着性能にも優れた吸着剤が実現できた。
EFFECTS OF THE INVENTION The present invention is constructed as described above, and an adsorbent excellent not only in adsorption performance for heavy metals but also in selective adsorption performance for organic substances can be realized.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 信之 奈良県大和郡山市九条町247−1 プレス テ壱番館601号 Fターム(参考) 4D024 AA04 AB16 BA11 BC01 CA01 4D038 AA08 AB63 AB71 AB73 AB74 BB06 4G066 AA17A AA17B AA50A AA50B BA20 BA22 BA26 BA33 CA46 CA47 DA07 DA08    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Nobuyuki Matsuda             247-1 Kujo-cho, Yamatokoriyama-shi, Nara Press             TE Ichibankan No.601 F-term (reference) 4D024 AA04 AB16 BA11 BC01 CA01                 4D038 AA08 AB63 AB71 AB73 AB74                       BB06                 4G066 AA17A AA17B AA50A AA50B                       BA20 BA22 BA26 BA33 CA46                       CA47 DA07 DA08

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Ca/P(モル比)=1.4〜1.8で
ある低結晶性ヒドロキシアパタイトの粉末若しくは顆粒
からなることを特徴とする吸着材。
1. An adsorbent comprising a powder or granules of low crystalline hydroxyapatite having a Ca / P (molar ratio) of 1.4 to 1.8.
【請求項2】 低結晶性ヒドロキシアパタイトが、平均
粒径:1〜100μmで比表面積:1〜100m2/g
の板状結晶からなるものである請求項1に記載の吸着
材。
2. The low crystalline hydroxyapatite has an average particle size of 1 to 100 μm and a specific surface area of 1 to 100 m 2 / g.
The adsorbent according to claim 1, which is composed of the plate crystal of
【請求項3】 重金属類を吸着するものである請求項1
または2に記載の吸着材。
3. A method for adsorbing heavy metals.
Or the adsorbent according to 2.
【請求項4】 重金属類がPb,CdおよびHgよりな
る群から選ばれる1種以上である請求項3に記載の吸着
材。
4. The adsorbent according to claim 3, wherein the heavy metal is one or more selected from the group consisting of Pb, Cd and Hg.
【請求項5】 有機系物質を吸着するものである請求項
1または2に記載の吸着材。
5. The adsorbent according to claim 1, which adsorbs an organic substance.
【請求項6】 有機系物質が脂質および/または過酸化
脂質である請求項5に記載の吸着材。
6. The adsorbent according to claim 5, wherein the organic substance is a lipid and / or a lipid peroxide.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005349349A (en) * 2004-06-14 2005-12-22 Kankyo Soken Kk Material for disposing of heavy metal
WO2006062128A1 (en) * 2004-12-07 2006-06-15 National University Corporation NARA Institute of Science and Technology Composite material having calcium phosphate compound layer and use thereof
JP2008188483A (en) * 2007-01-31 2008-08-21 Onoda Chemical Industry Co Ltd Fluorine removing agent and its manufacturing method

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