JP2005296773A - 硝酸イオン吸着剤、その製造方法、それを用いた硝酸イオン除去方法および硝酸イオン回収方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記一般式(1):
M2+ 1-xM3+ x(OH)2[An-]x/n・mH2O (1)
(式中、M2+はMgイオンおよびZnイオンからなる群より選択される少なくとも1種の金属2価イオンであり、M3+はAlイオンおよびFeイオンからなる群より選択される少なくとも1種の金属3価イオンであり、An-はn価の陰イオンからなる。xは0.20≦x≦0.25を満たす数である。)で表され、面間隔(003)が8.05〜8.15Åの複合金属水酸化物およびその水熱処理物からなる群より選択される少なくとも1種を有効成分とする硝酸イオン吸着剤。
【選択図】なし
Description
項1. 下記一般式(1):
M2+ 1-xM3+ x(OH)2[An-]x/n・mH2O (1)
(式中、M2+はMgイオンおよびZnイオンからなる群より選択される少なくとも1種の金属2価イオンであり、M3+はAlイオンおよびFeイオンからなる群より選択される少なくとも1種の金属3価イオンであり、An-はn価の陰イオンからなる。xは0.20≦x≦0.25を満たす数である。)で表され、面間隔(003)が8.05〜8.15Åの複合金属水酸化物およびその水熱処理物からなる群より選択される少なくとも1種を有効成分とする硝酸イオン吸着剤。
項2. MgおよびZnからなる群より選択される少なくとも1種の2価金属の水溶性化合物と、AlおよびFeからなる群より選択される少なくとも1種の3価金属の水溶性化合物とを、該3価金属の水溶性化合物に対する該2価金属の水溶性化合物のモル比が3.0〜4.0となるように混合した溶液と、アルカリまたはその溶液とを混合して反応させ、下記一般式(1):
M2+ 1-xM3+ x(OH)2[An-]x/n・mH2O (1)
(式中、M2+はMgイオンおよびZnイオンからなる群より選択される少なくとも1種の金属2価イオンであり、M3+はAlイオンおよびFeイオンからなる群より選択される少なくとも1種の金属3価イオンであり、An-はn価の陰イオンからなる。xは0.20≦x≦0.25を満たす数である。)で表され、面間隔(003)が8.05〜8.15Åの複合金属水酸化物を沈殿させ、この沈殿を分離することを特徴とする硝酸イオン吸着剤の製造方法。
項3. MgおよびZnからなる群より選択される少なくとも1種の2価金属の水溶性化合物と、AlおよびFeからなる群より選択される少なくとも1種の3価金属の水溶性化合物とを、該3価金属の水溶性化合物に対する該2価金属の水溶性化合物のモル比が3.0〜4.0となるように混合した溶液と、アルカリまたはその溶液とを混合して反応させ、下記一般式(1):
M2+ 1-xM3+ x(OH)2[An-]x/n・mH2O (1)
(式中、M2+はMgイオンおよびZnイオンからなる群より選択される少なくとも1種の金属2価イオンであり、M3+はAlイオンおよびFeイオンからなる群より選択される少なくとも1種の金属3価イオンであり、An-はn価の陰イオンからなる。xは0.20≦x≦0.25を満たす数である。)で表され、面間隔(003)が8.05〜8.15Åの複合金属水酸化物を沈殿させ、次いで水熱処理することを特徴とする硝酸イオン吸着剤の製造方法。
項4. 項1に記載の硝酸イオン吸着剤を硝酸イオン含有溶液に添加し、硝酸イオンを吸着させた後に、固液分離することを特徴とする硝酸イオン除去方法。
項5. 項1に記載の硝酸イオン吸着剤を硝酸イオン含有溶液に添加し、硝酸イオンを吸着させ、次いで硝酸イオンの吸着された吸着剤を分離し、100〜500℃の温度で加熱処理した後に、塩化物イオンを含む溶液に接触させることを特徴とする硝酸イオン脱着および吸着剤再生方法。
項6. 項1に記載の硝酸イオン吸着剤を硝酸イオン含有溶液に添加し、硝酸イオンを吸着させ、次いで、硝酸イオンの吸着された吸着剤を、脱着剤を含む溶液に接触させて硝酸イオンを脱着させて回収することを特徴とする硝酸イオン回収方法。
M2+ 1-xM3+ x(OH)2[An-]x/n・mH2O (1)
式中、M2+はMgイオンおよびZnイオンからなる群より選択される少なくとも1種の金属2価イオンであり、M3+はAlイオンおよびFeイオンからなる群より選択される少なくとも1種の金属3価イオンであり、An-はn価の陰イオンからなる。xは0.20≦x≦0.25を満たす数である。
1Mの塩化マグネシウム溶液12mlと1Mの塩化アルミニウム溶液3mlとを含む混合溶液と、1M水酸化ナトリウム水溶液とを、水50mlにpH10に保ちながら同時に滴下し、1時間撹拌した後、遠心分離し、水溶液と析出物を分離した。析出物は80mlの水溶液と共に150℃で1日間水熱処理させ、沈殿生成物を得た。沈殿生成物を遠心分離し、中性になるまで水洗いし、室温で1日間乾燥した(1.5g)。生成物は、粉末X線回折、組成分析、熱分析により、[Mg0.799Al0.201(OH)2][Cl0.176(CO3)0.013]・0.496H2Oの化学組成の複合金属水酸化物と同定され、これを吸着剤試料とした。
1Mの塩化マグネシウム溶液12mlと1Mの塩化鉄溶液3mlとを含む混合溶液と、1M水酸化ナトリウム水溶液とを、水50mlにpH10に保ちながら同時に滴下し、1時間撹拌した後、遠心分離し、水溶液と析出物を分離した。析出物は80mlの水溶液と共に150℃で1日間水熱処理させ、沈殿生成物を得た。沈殿生成物を遠心分離し、中性になるまで水洗いし、室温で1日間乾燥した(1.7g)。生成物は、粉末X線回折、組成分析、熱分析により、[Mg0.752Fe0.248(OH)2][Cl0.215(CO3)0.016]・0.518H2Oの化学組成の複合金属水酸化物と同定され、これを吸着剤試料とした。
吸着剤試料として、冨田製薬株式会社製の商品名「TPEX」を用いた。
吸着剤試料0.2gに対して0.1M硝酸ナトリウム水溶液100mlを加え、吸着実験を27℃で3日間行い、硝酸イオンの飽和吸着容量を求めた。
吸着剤試料0.1gに対して0.03mM硝酸ナトリウムを添加した天然海水1Lを加え、吸着実験を27℃で3日間行い、海水からの硝酸イオンの吸着容量を求めた。
吸着剤試料0.1gを、濃度各1mMの、塩化物イオン、硝酸イオン、リン酸二水素イオン、硫酸イオン(何れもナトリウム塩として供用)を含む混合溶液10mlに加え、混合陰イオン吸着実験を27℃で3日間行った。次いで、上澄みの陰イオン濃度を陰イオンクロマトグラフィーで分析した。
硝酸イオン吸着後の吸着剤0.2gを、300℃で2時間加熱した(0.18g)。加熱処理後の吸着剤0.05gを0.1M塩化ナトリウム水溶液100mlに添加し、室温で2日間撹拌して再生した。以下同様にして、硝酸イオンの吸脱着を5回以上繰り返すことができた。
硝酸イオン吸着後の吸着剤0.05gを0.1M塩化ナトリウム水溶液100mlに添加し、室温で2日間撹拌して脱着・再生した。硝酸イオンは80%以上脱着した。以下同様にして、硝酸イオンの吸脱着を5回以上繰り返すことができた。
Claims (6)
- 下記一般式(1):
M2+ 1-xM3+ x(OH)2[An-]x/n・mH2O (1)
(式中、M2+はMgイオンおよびZnイオンからなる群より選択される少なくとも1種の金属2価イオンであり、M3+はAlイオンおよびFeイオンからなる群より選択される少なくとも1種の金属3価イオンであり、An-はn価の陰イオンからなる。xは0.20≦x≦0.25を満たす数である。)で表され、面間隔(003)が8.05〜8.15Åの複合金属水酸化物およびその水熱処理物からなる群より選択される少なくとも1種を有効成分とする硝酸イオン吸着剤。 - MgおよびZnからなる群より選択される少なくとも1種の2価金属の水溶性化合物と、AlおよびFeからなる群より選択される少なくとも1種の3価金属の水溶性化合物とを、該3価金属の水溶性化合物に対する該2価金属の水溶性化合物のモル比が3.0〜4.0となるように混合した溶液と、アルカリまたはその溶液とを混合して反応させ、下記一般式(1):
M2+ 1-xM3+ x(OH)2[An-]x/n・mH2O (1)
(式中、M2+はMgイオンおよびZnイオンからなる群より選択される少なくとも1種の金属2価イオンであり、M3+はAlイオンおよびFeイオンからなる群より選択される少なくとも1種の金属3価イオンであり、An-はn価の陰イオンからなる。xは0.20≦x≦0.25を満たす数である。)で表され、面間隔(003)が8.05〜8.15Åの複合金属水酸化物を沈殿させ、この沈殿を分離することを特徴とする硝酸イオン吸着剤の製造方法。 - MgおよびZnからなる群より選択される少なくとも1種の2価金属の水溶性化合物と、AlおよびFeからなる群より選択される少なくとも1種の3価金属の水溶性化合物とを、該3価金属の水溶性化合物に対する該2価金属の水溶性化合物のモル比が3.0〜4.0となるように混合した溶液と、アルカリまたはその溶液とを混合して反応させ、下記一般式(1):
M2+ 1-xM3+ x(OH)2[An-]x/n・mH2O (1)
(式中、M2+はMgイオンおよびZnイオンからなる群より選択される少なくとも1種の金属2価イオンであり、M3+はAlイオンおよびFeイオンからなる群より選択される少なくとも1種の金属3価イオンであり、An-はn価の陰イオンからなる。xは0.20≦x≦0.25を満たす数である。)で表され、面間隔(003)が8.05〜8.15Åの複合金属水酸化物を沈殿させ、次いで水熱処理することを特徴とする硝酸イオン吸着剤の製造方法。 - 請求項1に記載の硝酸イオン吸着剤を硝酸イオン含有溶液に添加し、硝酸イオンを吸着させた後に、固液分離することを特徴とする硝酸イオン除去方法。
- 請求項1に記載の硝酸イオン吸着剤を硝酸イオン含有溶液に添加し、硝酸イオンを吸着させ、次いで硝酸イオンの吸着された吸着剤を分離し、100〜500℃の温度で加熱処理した後に、塩化物イオンを含む溶液に接触させることを特徴とする硝酸イオン脱着および吸着剤再生方法。
- 請求項1に記載の硝酸イオン吸着剤を硝酸イオン含有溶液に添加し、硝酸イオンを吸着させ、次いで、硝酸イオンの吸着された吸着剤を、脱着剤を含む溶液に接触させて硝酸イオンを脱着させて回収することを特徴とする硝酸イオン回収方法。
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