JP2005154973A - 金を吸着回収する吸着材の合成方法及び排水処理 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 溶液中に溶存する有用稀少金属を吸着回収する吸着材の合成方法であって、高分子基材に反応活性点を生成させた後、グラフト重合法により反応性モノマーを重合させてグラフト鎖を形成しキレート形成基を導入することを特徴とし、高分子基材が、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維を材質とする織布、不織布、フィルム、中空糸膜又は糸から製造され、反応性モノマーが、アリルアミン、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、又はこれらの混合物からなる群から選択されるビニル反応性モノマーである方法。
【選択図】 図3
Description
藤原紀久夫,貴金属触媒のリサイクル,化学工学,化学工学会,1991年2月5日,55巻,第1号,p.21 村木秀明,自動車触媒における貴金属担持量低減と触媒調製,触媒,触媒学会,1992年,34巻,p.225
本発明において、高分子基材は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系繊維を材質とする織布、不織布、フィルム、中空糸膜又は糸から製造されたものを使用することができる。かかる高分子基材に反応性モノマーをグラフト重合するため、以下の(a)〜(c)のいずれかの方法により高分子基材に予め反応活性点を生成させる。
予め窒素置換した高分子基材に、窒素雰囲気下、室温又はドライアイスなどによる冷却下で放射線を照射する。用いる放射線は電子線又はγ線である。照射線量は反応活性点を生成させるのに充分な線量であることを条件に適宜決定することができるが、典型的には50〜200kGyである。
予め窒素置換した高分子基材に、窒素雰囲気下室温でプラズマを照射する。10MHz以上の高周波を用いて1〜数時間を照射する。
窒素バブリング下、室温から50℃の範囲でモノマーをラジカル開始剤と混合させる。ラジカル開始剤としては、例えばアゾビスイソブチロニトリルや過酸化ベンゾイルを用いることができる。
反応活性点生成反応の後、高分子基材に反応性モノマーを接触させてグラフト重合を行い、基材に反応性モノマーのグラフト鎖を導入する。
グラフト重合反応においてグラフト鎖を形成した後、キレート形成基を有する化合物を反応させてグラフト鎖にキレート形成基を導入する。ここで、キレート形成基とは、溶液中に溶存する有用稀少金属とキレートを形成し、それにより吸着材としての効果を発揮するものをいい、具体的には、アミン基、アミド基、イミン基、イミド基などである。
グラフト鎖に導入されたグリシジル基は、例えば、エチレンジアミンと反応させることによりアミン基とすることができる。エチレンジアミンを用いたアミン基導入の反応時間は、反応により得られるアミン基密度に依存して決定することができる。エチレンジアミンの反応によるアミン基密度の反応時間依存性を図2に示す。
実施例
(実施例1)
高分子基材として不織布を用いた吸着材の合成
高分子基材として不織布を使用し、これに放射線照射することにより反応活性点を生成させた。放射線照射は、窒素雰囲気下200kGyの線量で行った。次いで、アリルアミンとN-ビニルアセトアミドを90対10の重量比で混合させたモノマーを純水に50%(重量比)の比で溶解させ、これに高分子基材を浸漬して、30分〜5時間、40℃で反応させた。グラフト率(反応率)は70〜300%であった。
得られた各々の不織布吸着材を100ppbの金水溶液中で4時間浸漬撹拌して、吸着材の吸着性能を評価した。いずれの吸着材も96%以上の金を回収することができた(図3)。
高分子基材として単繊維を用いた吸着材の合成
高分子基材として中空糸膜を使用し、これに放射線照射することにより反応活性点を生成させた。放射線照射は、窒素雰囲気下で電子線又はγ線を用いてトータル線量が200kGyになるように行った。次いで、アリルアミンとN-ビニルアセトアミドを90対10の重量比で混合させたモノマーを純水に50%(重量比)の比で溶解させ、これに高分子基材を浸漬して、30分〜7時間、40℃で反応させた。グラフト率(反応率)は120〜300%であった。
(実施例3)
エチレンジアミン型吸着材の吸着性能
実施例2と同様な方法で高分子基材の照射を行ったのち、メタノール溶媒中グリシジルメタクリレートが10%(重量比)になるように希釈し、高分子基材を浸漬して、5分〜2時間、40℃で反応させた。グラフト率は100〜300%であった。次いで、50%エチレンジアミン水溶液中、40℃で4時間反応させた。転化率は60%であった。
アリルアミン型吸着材の吸着性能
実施例2と同様な方法で高分子基材の照射を行ったのち、アリルアミンとN-ビニルアセトアミドを50対50の重量比で混合させたモノマーを純水に50%(重量基準)の割合で溶解させ、これに高分子基材を浸漬して、50℃で5時間反応させた。グラフト率は150%であった。
Claims (10)
- 溶液中に溶存する有用稀少金属を吸着回収する吸着材の合成方法であって、高分子基材に反応活性点を生成させた後、グラフト重合法により反応性モノマーを重合させてグラフト鎖を形成しキレート形成基を導入することを特徴とする方法。
- 高分子基材が、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維を材質とする織布、不織布、フィルム、中空糸膜又は糸から製造される、請求項1記載の方法。
- 反応性モノマーが、アリルアミン、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、又はこれらの混合物からなる群から選択されるビニル反応性モノマーであり、場合により、アクリル酸、メタクリル酸、N-ビニルアセトアミド、又はこれらの混合物からなる群から選択される親水性ビニルモノマーとともに共グラフト重合反応を行う、請求項1又は2に記載の方法。
- 反応性モノマーがキレート形成基を有するビニル反応性モノマーであり、グラフト重合によりグラフト鎖の形成とキレート形成基の導入とが同時に行われる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 反応性モノマーがアリルアミンである、請求項4記載の方法。
- グラフト重合により形成されたグラフト鎖にキレート形成基を有する化合物を反応させてキレート形成基を導入する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- キレート形成基を有する化合物が、アミン基、イミン基、若しくはイミド基を有する化合物、それらの誘導体、又はそれらの混合物からなる群から選択される、請求項6に記載の方法。
- 吸着回収する有用稀少金属が、金、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、バナジウム、コバルト、ニッケル、チタン、ネオジム、ニオブ、銀及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法により合成された、有用稀少金属を吸着回収するための吸着材。
- 使用した後溶離剤により洗浄し再利用できることを特徴とする、請求項9記載の吸着材。
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