JP2014083485A - Method of manufacturing adsorbent, and adsorbent - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an adsorbent which can reduce environmental loads and improve safety.SOLUTION: An epoxy group of an adsorbent precursor, and a compound having a chelate forming group are reacted with each other in a water solvent in which a surfactant such as a sorbitan monolaurate is mixed with water, thereby introducing the chelate forming group into the adsorbent precursor to obtain an adsorbent.

Description

本発明は吸着材の製造方法及び吸着材に関するものである。   The present invention relates to a method for producing an adsorbent and an adsorbent.

従来より、ホウ素イオンとキレート形成可能なN−メチル−D−グルカミン基等をキレート形成基として基材に導入した吸着材が知られている。   Conventionally, an adsorbent in which an N-methyl-D-glucamine group or the like capable of chelating with a boron ion is introduced as a chelating group into a base material is known.

キレート形成基の導入にあたり、基材に直接キレート形成基を導入することが難しい場合には、キレート形成基を導入可能な前駆体を作成して導入することが常法である。例えば、特許文献1では、繊維(基材)が有する反応性官能基に、グリシジルメタクリレートやグリシジルアクリレート等のエポキシ基を有する化合物を反応させて、エポキシ基を有する前駆体を作成した後、N−メチル−D−グルカミンを反応させることによって、N−メチル−D−グルカミン基を繊維に導入する方法を報告している。   When it is difficult to introduce a chelate-forming group directly into a base material when introducing a chelate-forming group, it is usual to prepare and introduce a precursor capable of introducing a chelate-forming group. For example, in Patent Document 1, a compound having an epoxy group such as glycidyl methacrylate or glycidyl acrylate is reacted with a reactive functional group of a fiber (base material) to create a precursor having an epoxy group, and then N— A method for introducing an N-methyl-D-glucamine group into a fiber by reacting methyl-D-glucamine has been reported.

特開2000-24425号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-24425

エポキシ基を有する前駆体にキレート形成基を導入する反応系においては、イソプロパノールや1,4−ジオキサンを溶媒として用いた反応系が主流である。これら溶媒はPRTR法で定められている発がん性物質の対象となっているため、これらを工業的に扱う際には、廃液などの生成による環境負荷や作業者の健康面に配慮することが重要である。   In a reaction system in which a chelate-forming group is introduced into a precursor having an epoxy group, a reaction system using isopropanol or 1,4-dioxane as a solvent is the mainstream. Since these solvents are subject to carcinogenic substances stipulated by the PRTR Law, it is important to consider the environmental impact caused by the generation of waste liquids and the health of workers when handling them industrially. It is.

本発明は、以上のとおりの背景から、環境負荷を低減することができ、安全性を向上させることができる吸着材の製造方法及び吸着材を提供することを課題としている。   This invention makes it a subject to provide the manufacturing method and adsorbent of the adsorbent which can reduce environmental impact and can improve safety | security from the background as mentioned above.

上記課題を解決するため、本発明の吸着材の製造方法は、エポキシ基を有する吸着材前駆体に、キレート形成基を導入する吸着材の製造方法であって、前記吸着材前駆体のエポキシ基と、前記キレート形成基を有する化合物とを、界面活性剤含有水溶媒中で反応させることにより、前記キレート形成基を導入することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, an adsorbent production method of the present invention is an adsorbent production method in which a chelate-forming group is introduced into an adsorbent precursor having an epoxy group, the epoxy group of the adsorbent precursor. The chelate-forming group is introduced by reacting the compound having the chelate-forming group with a surfactant-containing aqueous solvent.

この吸着材の製造方法においては、前記キレート形成基を有する化合物が、ヒドロキシアルキルアミン類であることが好ましい。   In this method for producing an adsorbent, the compound having a chelate-forming group is preferably a hydroxyalkylamine.

本発明の吸着材は、上記した方法で製造されてなる。   The adsorbent of the present invention is produced by the method described above.

この吸着材は、例えば、ホウ素イオン又はヒ素イオンとキレート形成可能である。   This adsorbent can be chelated with, for example, boron ions or arsenic ions.

本発明によれば、キレート形成基の導入に際して有機溶媒を使用しないため、環境負荷を低減することができ、安全性を向上させることができる。   According to the present invention, since no organic solvent is used when introducing the chelate-forming group, the environmental load can be reduced and the safety can be improved.

フッ素系界面活性剤含有水溶媒を用いて製造した吸着材におけるキレート形成基(グルカミン基)の転化率を測定した結果である。It is the result of having measured the conversion rate of the chelate formation group (glucamine group) in the adsorbent manufactured using the fluorine-type surfactant containing water solvent. Span 20含有水溶媒を用いて製造した吸着材におけるキレート形成基(グルカミン基)の転化率を測定した結果である。It is the result of having measured the conversion rate of the chelate formation group (glucamine group) in the adsorbent manufactured using the Span 20 containing water solvent. Tween 20含有水溶媒を用いて製造した吸着材におけるキレート形成基(グルカミン基)の転化率を測定した結果である。It is the result of having measured the conversion rate of the chelate formation group (glucamine group) in the adsorbent manufactured using the Tween 20 containing water solvent. SDS含有水溶媒を用いて製造した吸着材におけるキレート形成基(グルカミン基)の転化率を測定した結果である。It is the result of having measured the conversion rate of the chelate formation group (glucamine group) in the adsorbent manufactured using the SDS containing water solvent.

本発明は、吸着材前駆体が有するエポキシ基と、キレート形成基を有する化合物とを、界面活性剤含有水溶媒中で反応させることにより、吸着体前駆体にキレート形成基を導入している。このようにして製造された吸着材は、キレート形成基を有しており、このキレート形成基の種類を選定することにより、ホウ素イオン、ヒ素イオンなど、様々なキレート形成イオンを補足することができる。   In the present invention, a chelate-forming group is introduced into an adsorbent precursor by reacting an epoxy group of the adsorbent precursor with a compound having a chelate-forming group in a surfactant-containing aqueous solvent. The adsorbent thus produced has a chelate-forming group, and various chelate-forming ions such as boron ions and arsenic ions can be captured by selecting the type of chelate-forming group. .

本発明の製造方法に用いられる吸着材前駆体は、エポキシ基を有しており、キレート形成基が導入可能とされている。このような吸着材前駆体は、例えば、吸着材の主体を構成する基材に、エポキシ基が導入されている。   The adsorbent precursor used in the production method of the present invention has an epoxy group, and a chelate-forming group can be introduced. In such an adsorbent precursor, for example, an epoxy group is introduced into a base material constituting the main body of the adsorbent.

基材は、例えば合成樹脂や天然高分子等の高分子材料で構成される。合成樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどを原料とするポリオレフィン系のもの、ポリ塩化ビニルなどを原料とするハロゲン化ポリオレフィン系のもの、ポリビニルアルコールなどを原料とする分子鎖中に水酸基を有するポリオール系のものなどが挙げられる。天然高分子としては、キチン、キトサン、セルロース、デンプンなどを原料とするものが挙げられる。   The substrate is made of a polymer material such as a synthetic resin or a natural polymer. Synthetic resins include, for example, polyolefins based on polyethylene, polypropylene, etc., halogenated polyolefins based on polyvinyl chloride, etc., and polyols having hydroxyl groups in the molecular chain based on polyvinyl alcohol. And so on. Examples of natural polymers include those made from chitin, chitosan, cellulose, starch and the like.

基材の形態としては、特に制限されない。例えば、粒状や繊維状(糸状)であってもよいし、繊維の集合体である織布や不織布であってもよい。水中の有用金属や有害金属を捕集する吸着剤としての利用を考慮すると、シート状の織布や不織布は効率良く金属を捕集、吸着することができるので望ましい形態である。   The form of the substrate is not particularly limited. For example, it may be granular or fibrous (thread-like), or may be a woven or non-woven fabric that is an aggregate of fibers. In consideration of the use as an adsorbent for collecting useful metals and harmful metals in water, sheet-like woven fabrics and nonwoven fabrics are desirable because they can efficiently collect and adsorb metals.

基材が繊維状の高分子材料で構成される場合、芯成分と鞘成分とが異種材料で構成されている芯鞘構造を有するものを用いることができる。例えば芯成分がポリプロピレン、鞘成分がポリエチレンである芯鞘構造を有する高分子材料を例示することができる。また、中空構造を有する高分子材料を用いることもできる。   When the substrate is composed of a fibrous polymer material, a material having a core-sheath structure in which the core component and the sheath component are composed of different materials can be used. For example, a polymer material having a core-sheath structure in which the core component is polypropylene and the sheath component is polyethylene can be exemplified. Further, a polymer material having a hollow structure can also be used.

上記した基材にエポキシ基を導入する方法としては、例えば、基材が有する反応性官能基(例えば、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシル基、イミノ基等)に、エポキシ基を有するビニル基含有重合性モノマーを反応させることで、エポキシ基を導入することができる。   As a method for introducing an epoxy group into the above-mentioned substrate, for example, a vinyl group-containing polymerization having an epoxy group on a reactive functional group (eg, a hydroxy group, an amino group, a carboxyl group, an imino group, etc.) of the substrate. An epoxy group can be introduce | transduced by making a reactive monomer react.

また、エポキシ基を有するビニル基含有重合性モノマーを放射線グラフト重合することによってもエポキシ基を導入することができる。この方法では、エポキシ基を有するビニル基含有重合性モノマーによって形成されたグラフト鎖が、基材に導入される。このグラフト鎖は、エポキシ基を含むものである。このようなグラフト鎖を有する基材は、公知の放射線グラフト重合法(例えば、電子線前照射法、γ線照射法など)に従って製造される。   The epoxy group can also be introduced by subjecting a vinyl group-containing polymerizable monomer having an epoxy group to radiation graft polymerization. In this method, a graft chain formed by a vinyl group-containing polymerizable monomer having an epoxy group is introduced into a substrate. This graft chain contains an epoxy group. The base material having such a graft chain is produced according to a known radiation graft polymerization method (for example, electron beam pre-irradiation method, γ-ray irradiation method, etc.).

エポキシ基を有するビニル基含有重合性モノマーは、具体例として、(メタ)アクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル、グリシジルビニルエーテル、2−ビニルオキシラン、(メタ)アクリル酸2−メチルオキシラニルメチル、イタコン酸ジグリシジル、ペンテン酸グリシジル、ヘキセン酸グリシジル、ヘプテン酸グリシジル等が挙げられる。   Specific examples of the vinyl group-containing polymerizable monomer having an epoxy group include glycidyl (meth) acrylate, allyl glycidyl ether, glycidyl vinyl ether, 2-vinyloxirane, 2-methyloxiranylmethyl (meth) acrylate, and itaconic acid. Examples include diglycidyl, glycidyl pentenoate, glycidyl hexenoate, and glycidyl heptenoate.

本発明は、上記のとおり、吸着材前駆体が有するエポキシ基と、キレート形成基を有する化合物とを界面活性剤含有水溶媒中で反応させることにより、エポキシ基を開環させ、吸着体前駆体にキレート形成基を導入している。   In the present invention, as described above, the epoxy group of the adsorbent precursor and the compound having a chelate-forming group are reacted in a surfactant-containing water solvent to open the epoxy group, thereby adsorbent precursor. A chelate-forming group is introduced.

キレート形成基は、吸着材の吸着対象とキレート形成する基であり、代表的には、グルカミン基等のヒドロキシアルキルアミノ基を挙げることができる。また、イミノ二酢酸基などのカルボン酸誘導体やオール基、アミン基等、またはこれらのポリマーも挙げることができる。   The chelate-forming group is a group that forms a chelate with the adsorption target of the adsorbent, and typically includes a hydroxyalkylamino group such as a glucamine group. Further, carboxylic acid derivatives such as iminodiacetic acid groups, all groups, amine groups, and polymers thereof can also be mentioned.

上記した反応系に用いられるキレート形成基を有する化合物は、吸着材前駆体が有するエポキシ基と反応させることによりキレート形成基を導入できるような化合物である。例えば、ポリヒドロキシアルキルアミン等のヒドロキシアルキルアミン類が挙げられる。具体例として、N−メチル−D−グルカミン等、グルカミン構造の化合物を挙げることができる。また、イミノ二酢酸、2,2’−イミノ二エタノール、2−アミノ−2ヒドロキシメチル1,3プロパンジオール、ジ−2−プロパノールアミン等も例示できる。   The compound having a chelate-forming group used in the above reaction system is a compound that can introduce a chelate-forming group by reacting with the epoxy group of the adsorbent precursor. Examples thereof include hydroxyalkylamines such as polyhydroxyalkylamine. Specific examples include compounds having a glucamine structure such as N-methyl-D-glucamine. Moreover, iminodiacetic acid, 2,2'-iminodiethanol, 2-amino-2hydroxymethyl 1,3-propanediol, di-2-propanolamine and the like can be exemplified.

上記した反応系に用いられる界面活性剤含有水溶媒は、界面活性剤が水に混合されている、水を主とする溶媒である。   The surfactant-containing aqueous solvent used in the above reaction system is a solvent mainly containing water in which a surfactant is mixed with water.

水は、蒸留水、イオン交換水、純水、超純水等が挙げられる。   Examples of water include distilled water, ion exchange water, pure water, and ultrapure water.

界面活性剤は、フッ素系、ノニオン系、アニオン系、カチオン系各種のものを用いることができる。   As the surfactant, various fluorine-based, non-ionic, anionic, and cationic surfactants can be used.

フッ素系界面活性剤としては、例えば、構造式、Rf−(X)−Yで表わされるものを用いることができる。ここで、Rfは、フッ素原子を1個以上有する直鎖又は分岐鎖を有する炭化水素基であり、炭化水素基は、アルキル基又はアルケニル基である。Rfは、パーフルオロアルキル基またはパーフルオロアルケニル基でもよい。Rfの炭素数は、好ましくは5〜18、より好ましくは、5〜13である。Xは、フッ素原子、酸素原子、窒素原子を含んでいてもよい2価の有機基である。nは、0又は1の整数である。Yは、親水基である。親水基は、スルホン酸基(−SOM)、オキシスルホン酸基(−OSOM)、カルボン酸基(−COOM)、リン酸基(−POM)、アミノ基(−NRZ)、オキシアルキレン基、又はオキシアルキルアミン基である。ここで、Mは、水素原子、アルカリ金属原子、又はアンモニウム基である。Rは、炭素数1〜5のアルキル基である。Zは、ハロゲン原子である。このようなフッ素系界面活性剤の具体例として、フルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パ−フルオロアルキルスルホンアミド誘導体、パ−フルオロアルキルイミダゾリジン誘導体、パ−フルオロアルキルアミン塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パ−フルオロアルキル第4級アンモニウム塩、パーフルオロアルキルベタイン、パーフルオロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パ−フルオロアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンパ−フルオロアルキルフェノ−ル、パ−フルオロアルキルカルボン酸ソルビタンエステル等もしくは、パーフルオロアルケニル基含有のポリオキシエチレンを有するノニオン型界面活性剤、パーフルオロアルケニルスルホン酸塩、パーフルオロアルケニルカルボン酸塩、パーフルオロアルケニルジカルボン酸塩、パーフルオロアルケニルリン酸エステル、パーフルオロアルケニル4級アンモニウム塩、パーフルオロアルケニルアミン塩、パーフルオロアルケニル基含有の4級アンモニウム塩とカルボン酸を有するベタイン型等が挙げられる。 As a fluorine-type surfactant, what is represented by structural formula, Rf- (X) n- Y, for example can be used. Here, Rf is a linear or branched hydrocarbon group having one or more fluorine atoms, and the hydrocarbon group is an alkyl group or an alkenyl group. Rf may be a perfluoroalkyl group or a perfluoroalkenyl group. The carbon number of Rf is preferably 5-18, more preferably 5-13. X is a divalent organic group which may contain a fluorine atom, an oxygen atom, or a nitrogen atom. n is an integer of 0 or 1. Y is a hydrophilic group. The hydrophilic group includes a sulfonic acid group (—SO 3 M), an oxysulfonic acid group (—OSO 3 M), a carboxylic acid group (—COOM), a phosphoric acid group (—PO 3 M), and an amino group (—NR 3 Z). ), An oxyalkylene group, or an oxyalkylamine group. Here, M is a hydrogen atom, an alkali metal atom, or an ammonium group. R is a C1-C5 alkyl group. Z is a halogen atom. Specific examples of such a fluorosurfactant include fluoroalkyl carboxylic acid, perfluoroalkyl carboxylic acid, perfluoroalkyl carboxylate, perfluoroalkyl sulfonate, perfluoroalkyl sulfonamide derivative, perfluoroalkyl. Imidazolidine derivatives, perfluoroalkylamine salts, perfluoroalkyl phosphate esters, perfluoroalkyl quaternary ammonium salts, perfluoroalkyl betaines, perfluoroalkylamine oxides, perfluoroalkylethylene oxide adducts, perfluoro Alkyl sulfate ester salt, polyoxyethylene perfluoroalkyl phenol, perfluoroalkyl carboxylic acid sorbitan ester, etc. or polyoxyethylene containing perfluoroalkenyl group Nonionic surfactants with len, perfluoroalkenyl sulfonate, perfluoroalkenyl carboxylate, perfluoroalkenyl dicarboxylate, perfluoroalkenyl phosphate, perfluoroalkenyl quaternary ammonium salt, perfluoroalkenylamine salt And a betaine type having a quaternary ammonium salt containing a perfluoroalkenyl group and a carboxylic acid.

ノニオン系界面活性剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等が挙げられる。ここで、ソルビタン脂肪酸エステル又はポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルのアシル基は、直鎖又は分岐鎖を有し、炭素数が、好ましくは5〜22、より好ましくは8〜18である。また、炭素数10〜20のアルキル基を有するポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルを挙げることもできる。   Examples of nonionic surfactants include sorbitan fatty acid esters and polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters. Here, the acyl group of sorbitan fatty acid ester or polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester has a linear or branched chain, and preferably has 5 to 22 carbon atoms, more preferably 8 to 18 carbon atoms. Moreover, the polyoxyethylene alkylphenyl ether which has a C10-C20 alkyl group can also be mentioned.

アニオン系界面活性剤としては、炭素数10〜20のアルキル基を有する、モノアルキル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルホン酸塩等が挙げられる。   Examples of the anionic surfactant include monoalkyl sulfates, alkyl benzene sulfonates, polyoxyethylene alkyl ether sulfonates and the like having an alkyl group having 10 to 20 carbon atoms.

カチオン系界面活性剤としては、炭素数6〜22のアルキル基を有する、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩等が挙げられる。   Examples of the cationic surfactant include alkyl trimethyl ammonium salts, dialkyl dimethyl ammonium salts, and alkyl benzyl dimethyl ammonium salts having an alkyl group having 6 to 22 carbon atoms.

上記した界面活性剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。   The above surfactants may be used alone or in combination of two or more.

上記した界面活性剤は、なかでも、パーフルオロアルキルベタイン、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルおよびモノアルキル硫酸塩から選ばれる少なくとも1種が好ましい。   Among the above surfactants, at least one selected from perfluoroalkyl betaines, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, and monoalkyl sulfates is preferable.

界面活性剤含有水溶媒中の界面活性剤の割合は、キレート形成基を有する化合物や界面活性剤の種類に応じて適宜決定することができる。例えば、界面活性剤含有水溶媒中の界面活性剤の割合を、0.1〜60wt%とすることができる。より好ましくは2〜50wt%であり、なかでも2〜40wt%が望ましい。   The ratio of the surfactant in the surfactant-containing aqueous solvent can be appropriately determined according to the type of the compound having a chelate-forming group or the surfactant. For example, the ratio of the surfactant in the surfactant-containing water solvent can be 0.1 to 60 wt%. More preferably, it is 2-50 wt%, and 2-40 wt% is especially preferable.

吸着材前駆体が有するエポキシ基と、キレート形成基を有する化合物との反応は、例えば、界面活性剤含有水溶媒にキレート形成基を有する化合物を溶解し、次いでエポキシ基を有する吸着材前駆体を浸漬することによって行う。反応条件は、例えば、反応時間30分〜20時間、反応温度20℃〜85℃とすることができる。このようにして反応させることで、吸着材前駆体が有するエポキシ基が開環して、キレート形成基が導入され、吸着材が得られる。キレート形成基をより効果的に導入する観点から、反応時間は3〜8時間、より好ましくは4〜6時間とすることが望ましい。また、反応温度は、60〜85℃とすることが望ましい。   The reaction between the epoxy group possessed by the adsorbent precursor and the compound having a chelate-forming group is carried out, for example, by dissolving the compound having a chelate-forming group in a surfactant-containing aqueous solvent, and then the adsorbent precursor having an epoxy group. Perform by dipping. The reaction conditions can be, for example, a reaction time of 30 minutes to 20 hours and a reaction temperature of 20 ° C to 85 ° C. By making it react in this way, the epoxy group which an adsorbent precursor has is ring-opened, a chelate forming group is introduced, and an adsorbent is obtained. From the viewpoint of more effectively introducing the chelate-forming group, the reaction time is desirably 3 to 8 hours, more preferably 4 to 6 hours. The reaction temperature is preferably 60 to 85 ° C.

また、この反応においては、吸着材前駆体の重量と同量以上の反応液(界面活性剤含有水溶媒にキレート形成基を有する化合物を溶解した液)を用いることができる。例えば、吸着材前駆体と反応液とを1:1〜1:500の重量比で反応させることができる。以下、吸着材前駆体が有するエポキシ基と、キレート形成基を有する化合物との反応において、吸着材前駆体と反応液との重量比を、固液比とも称する。   Further, in this reaction, a reaction liquid equal to or more than the weight of the adsorbent precursor (a liquid in which a compound having a chelate-forming group is dissolved in a surfactant-containing water solvent) can be used. For example, the adsorbent precursor and the reaction liquid can be reacted at a weight ratio of 1: 1 to 1: 500. Hereinafter, the weight ratio between the adsorbent precursor and the reaction liquid in the reaction between the epoxy group of the adsorbent precursor and the compound having a chelate-forming group is also referred to as a solid-liquid ratio.

キレート形成基の導入の反応においては、界面活性剤含有水溶媒を用いており、従来から用いられているイソプロパノールや1,4−ジオキサン等の有機溶媒が不要である。このため、廃液処理の問題を排除することができ、環境保護に資することとなる。また、作業者の健康面に与える影響を低減できるなど、安全性を向上させることができる。   In the reaction of introducing a chelate-forming group, a surfactant-containing aqueous solvent is used, and conventionally used organic solvents such as isopropanol and 1,4-dioxane are unnecessary. For this reason, the problem of waste liquid treatment can be eliminated, which contributes to environmental protection. Moreover, safety can be improved, for example, the influence on the health of the worker can be reduced.

得られた吸着材は、導入されているキレート形成基を適宜選択することにより、各種の金属や半金属を吸着することができる。例えば、キレート形成基がポリヒドロキシアルキルアミノ基であれば、ホウ素イオンやヒ素イオンとキレート形成可能であるため、ホウ素吸着材やヒ素吸着材として利用可能である。   The obtained adsorbent can adsorb various metals and metalloids by appropriately selecting the chelate-forming group introduced. For example, if the chelate-forming group is a polyhydroxyalkylamino group, it can be chelated with boron ions or arsenic ions, and can be used as a boron adsorbent or arsenic adsorbent.

金属、半金属を吸着させた後の吸着材は、溶離剤(例えば、無機酸や有機酸等の酸)に接触させて金属、半金属を溶離させることで繰り返し使用が可能である。   The adsorbent after adsorbing the metal and metalloid can be used repeatedly by contacting the adsorbent (for example, an acid such as inorganic acid or organic acid) to elute the metal or metalloid.

キレート形成基の導入の反応においてイソプロパノールや1,4−ジオキサン等の有機溶媒を用いてキレート形成基を導入した吸着材(従来品)は、吸着材の表面の損傷が大きく、繰り返し使用に限界がある。一方、本実施形態に係る吸着材は、水系の溶媒中で反応を行っていることから、吸着材の表面の損傷が従来品と比べて小さく、耐久性が向上している。   Adsorbents (conventional products) into which chelate-forming groups have been introduced using an organic solvent such as isopropanol or 1,4-dioxane in the reaction of introducing chelate-forming groups have serious damage to the surface of the adsorbents, and there are limits to repeated use. is there. On the other hand, since the adsorbent according to the present embodiment reacts in an aqueous solvent, the surface of the adsorbent is less damaged than the conventional product, and the durability is improved.

以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。もちろん以下の例によって本発明が限定されることはない。   Hereinafter, examples will be shown and described in more detail. Of course, the present invention is not limited to the following examples.

<実施例1>吸着材の製造1
ポリエチレン製の不織布基材にグリシジルメタクリレート(GMA)を電子線前照射法によってグラフト重合し、GMAのグラフト鎖を導入した吸着材前駆体を準備した。吸着材前駆体のグラフト率(グラフト重合の反応前後の重量増加により算出)は、143〜145%であった。次いで、界面活性剤の混合比率を変えた界面活性剤含有水溶媒を準備し、この界面活性剤含有水溶媒に、N−メチル−D−グルカミン(キレート形成基を有する化合物)を10%の比(重量比)で溶解し、これに吸着材前駆体を浸漬し、80℃で所定時間反応させて、吸着材を得た。
<Example 1> Production 1 of adsorbent
An adsorbent precursor in which GMA graft chains were introduced by graft polymerization of glycidyl methacrylate (GMA) onto a polyethylene nonwoven fabric substrate by electron beam pre-irradiation was prepared. The graft ratio of the adsorbent precursor (calculated by weight increase before and after the graft polymerization reaction) was 143 to 145%. Next, a surfactant-containing aqueous solvent in which the mixing ratio of the surfactant was changed was prepared, and N-methyl-D-glucamine (a compound having a chelate-forming group) was added to the surfactant-containing aqueous solvent at a ratio of 10%. It was dissolved at (weight ratio), and the adsorbent precursor was immersed therein and reacted at 80 ° C. for a predetermined time to obtain an adsorbent.

界面活性剤は下記のものを用いた。
・フッ素系界面活性剤(パーフルオロアルキルベタイン)
製造した吸着材について、キレート形成基(グルカミン基)の転化率を測定した。その結果を図1に示す。図1の横軸は、界面活性剤含有水溶媒中の界面活性剤の割合(wt%)を示し、縦軸は、グルカミン基の転化率(mol/kg)を示す。
The following surfactant was used.
・ Fluorine-based surfactant (perfluoroalkyl betaine)
About the manufactured adsorbent, the conversion rate of the chelate forming group (glucamine group) was measured. The result is shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 1 shows the ratio (wt%) of the surfactant in the surfactant-containing aqueous solvent, and the vertical axis shows the conversion rate (mol / kg) of the glucamine group.

なお、転化率は、下記式で算出することができる。以下の実施例についても同様にして転化率を算出している。   The conversion rate can be calculated by the following formula. The conversion rate is similarly calculated for the following examples.

転化率[mol/kg]=1000[(W2-W1)/(MW×W2)]
ここで、W1は、反応前の吸着材の乾燥重量(つまり、吸着材前駆体の乾燥重量)であり、W2は、反応後の吸着材の乾燥重量である。MWは、キレート形成基を有する化合物の分子量である。N−メチル−D−グルカミンの分子量は、195.21である。
Conversion rate [mol / kg] = 1000 [(W2-W1) / (MW × W2)]
Here, W1 is the dry weight of the adsorbent before the reaction (that is, the dry weight of the adsorbent precursor), and W2 is the dry weight of the adsorbent after the reaction. MW is the molecular weight of the compound having a chelate-forming group. The molecular weight of N-methyl-D-glucamine is 195.21.

この結果から、吸着材前駆体のエポキシ基と、キレート形成基を有する化合物とを、フッ素系界面活性剤含有水溶媒中で反応させることによって、吸着材前駆体にキレート形成基を導入できることが確認された。また、界面活性剤を含有しない水溶媒中で反応させた場合には、吸着材前駆体にキレート形成基がほとんど導入されないことも確認された。
<実施例2>吸着材の製造2
ポリエチレン製の不織布基材にGMAを電子線前照射法によってグラフト重合し、GMAのグラフト鎖を導入した吸着材前駆体を準備した。吸着材前駆体のグラフト率は、129〜282%の範囲であった。次いで、界面活性剤の混合比率を変えた界面活性剤含有水溶媒を準備し、この界面活性剤含有水溶媒に、N−メチル−D−グルカミンを10%の比(重量比)で溶解し、これに吸着材前駆体を浸漬し、80℃で所定時間反応させて、吸着材を得た。
From this result, it is confirmed that the chelate-forming group can be introduced into the adsorbent precursor by reacting the epoxy group of the adsorbent precursor with the compound having a chelate-forming group in a fluorine-containing surfactant-containing aqueous solvent. It was done. It was also confirmed that almost no chelate-forming group was introduced into the adsorbent precursor when the reaction was carried out in an aqueous solvent containing no surfactant.
<Example 2> Adsorbent production 2
An adsorbent precursor was prepared by grafting GMA onto a polyethylene non-woven substrate by electron beam pre-irradiation to introduce a graft chain of GMA. The graft ratio of the adsorbent precursor was in the range of 129 to 282%. Next, a surfactant-containing aqueous solvent in which the mixing ratio of the surfactant is changed is prepared, and N-methyl-D-glucamine is dissolved in this surfactant-containing aqueous solvent at a ratio (weight ratio) of 10%. The adsorbent precursor was immersed in this, and reacted at 80 ° C. for a predetermined time to obtain an adsorbent.

界面活性剤は下記のものを用いた。
・ノニオン系界面活性剤(Span 20:ソルビタンモノラウラート)
得られた吸着材について、キレート形成基(グルカミン基)の転化率を測定した。その結果を図2に示す。横軸は、界面活性剤含有水溶媒中の界面活性剤の割合(wt%)を示し、縦軸は、グルカミン基の転化率(mol/kg)を示す。
The following surfactant was used.
・ Nonionic surfactant (Span 20: Sorbitan monolaurate)
About the obtained adsorbent, the conversion rate of the chelate forming group (glucamine group) was measured. The result is shown in FIG. The horizontal axis represents the ratio (wt%) of the surfactant in the surfactant-containing water solvent, and the vertical axis represents the conversion rate of glucamine groups (mol / kg).

この結果から、吸着材前駆体のエポキシ基と、キレート形成基を有する化合物とを、ノニオン系界面活性剤含有水溶媒中で反応させることによって、吸着材前駆体にキレート形成基を導入できることが確認された。
<実施例3>吸着材の製造3
ポリエチレン製の不織布基材にGMAを電子線前照射法によってグラフト重合し、GMAのグラフト鎖を導入した吸着材前駆体を準備した。吸着材前駆体のグラフト率は、127〜295%であった。次いで、界面活性剤の混合比率を変えた界面活性剤含有水溶媒を準備し、この界面活性剤含有水溶媒に、N−メチル−D−グルカミンを10%の比(重量比)で溶解し、これに吸着材前駆体を浸漬し、80℃で所定時間反応させて、吸着材を得た。
From this result, it is confirmed that a chelate-forming group can be introduced into the adsorbent precursor by reacting the epoxy group of the adsorbent precursor with a compound having a chelate-forming group in a nonionic surfactant-containing aqueous solvent. It was done.
<Example 3> Adsorbent production 3
An adsorbent precursor was prepared by grafting GMA onto a polyethylene non-woven substrate by electron beam pre-irradiation to introduce a graft chain of GMA. The graft ratio of the adsorbent precursor was 127 to 295%. Next, a surfactant-containing aqueous solvent in which the mixing ratio of the surfactant is changed is prepared, and N-methyl-D-glucamine is dissolved in this surfactant-containing aqueous solvent at a ratio (weight ratio) of 10%. The adsorbent precursor was immersed in this, and reacted at 80 ° C. for a predetermined time to obtain an adsorbent.

界面活性剤は下記のものを用いた。
・ノニオン系界面活性剤(Tween 20:ポリオキシエチレンソルビタンモノラウラート)
得られた吸着材について、キレート形成基(グルカミン基)の転化率を測定した。その結果を図3に示す。横軸は、界面活性剤含有水溶媒中の界面活性剤の割合(wt%)を示し、縦軸は、グルカミン基の転化率(mol/kg)を示す。
The following surfactant was used.
・ Nonionic surfactant (Tween 20: polyoxyethylene sorbitan monolaurate)
About the obtained adsorbent, the conversion rate of the chelate forming group (glucamine group) was measured. The result is shown in FIG. The horizontal axis represents the ratio (wt%) of the surfactant in the surfactant-containing water solvent, and the vertical axis represents the conversion rate of glucamine groups (mol / kg).

この結果から、吸着材前駆体のエポキシ基と、キレート形成基を有する化合物とを、ノニオン系界面活性剤含有水溶媒中で反応させることによって、吸着材前駆体にキレート形成基を導入できることが確認された。
<実施例4>吸着材の製造4
ポリエチレン製の不織布基材にGMAを電子線前照射法によってグラフト重合し、GMAのグラフト鎖を導入した吸着材前駆体を準備した。吸着材前駆体のグラフト率は、196%であった。次いで、界面活性剤の混合比率を変えた界面活性剤含有水溶媒を準備し、この界面活性剤含有水溶媒に、N−メチル−D−グルカミンを10%の比(重量比)で溶解し、これに吸着材前駆体を浸漬し、80℃で3定時間反応させて、吸着材を得た。
From this result, it is confirmed that a chelate-forming group can be introduced into the adsorbent precursor by reacting the epoxy group of the adsorbent precursor with a compound having a chelate-forming group in a nonionic surfactant-containing aqueous solvent. It was done.
<Example 4> Adsorbent production 4
An adsorbent precursor was prepared by grafting GMA onto a polyethylene non-woven substrate by electron beam pre-irradiation to introduce a graft chain of GMA. The graft ratio of the adsorbent precursor was 196%. Next, a surfactant-containing aqueous solvent in which the mixing ratio of the surfactant is changed is prepared, and N-methyl-D-glucamine is dissolved in this surfactant-containing aqueous solvent at a ratio (weight ratio) of 10%. The adsorbent precursor was immersed in this and reacted at 80 ° C. for 3 constant hours to obtain an adsorbent.

界面活性剤は下記のものを用いた。
・アニオン系界面活性剤(ラウリル硫酸ナトリウム(SDS))
得られた吸着材について、キレート形成基(グルカミン基)の転化率を測定した。その結果を図4に示す。横軸は、界面活性剤含有水溶媒中の界面活性剤の割合(wt%)を示し、縦軸は、グルカミン基の転化率(mol/kg)を示す。
The following surfactant was used.
・ Anionic surfactant (sodium lauryl sulfate (SDS))
About the obtained adsorbent, the conversion rate of the chelate forming group (glucamine group) was measured. The result is shown in FIG. The horizontal axis represents the ratio (wt%) of the surfactant in the surfactant-containing water solvent, and the vertical axis represents the conversion rate of glucamine groups (mol / kg).

この結果から、吸着材前駆体のエポキシ基と、キレート形成基を有する化合物とを、アニオン系界面活性剤含有水溶媒中で反応させることによって、吸着材前駆体にキレート形成基を導入できることが確認された。
<実施例5>吸着材の製造5
ポリエチレン製の不織布基材にGMAを電子線前照射法によってグラフト重合し、GMAのグラフト鎖を導入した吸着材前駆体を準備した。吸着材前駆体のグラフト率は、196%であった。次いで、界面活性剤の混合比率を変えた界面活性剤含有水溶媒を準備し、この界面活性剤含有水溶媒に、N−メチル−D−グルカミンを10%の比(重量比)で溶解し、これに吸着材前駆体を浸漬し、80℃で5時間反応させて、吸着材を得た。
From this result, it is confirmed that the chelate-forming group can be introduced into the adsorbent precursor by reacting the epoxy group of the adsorbent precursor with the compound having a chelate-forming group in an anionic surfactant-containing aqueous solvent. It was done.
<Example 5> Adsorbent production 5
An adsorbent precursor was prepared by grafting GMA onto a polyethylene non-woven substrate by electron beam pre-irradiation to introduce a graft chain of GMA. The graft ratio of the adsorbent precursor was 196%. Next, a surfactant-containing aqueous solvent in which the mixing ratio of the surfactant is changed is prepared, and N-methyl-D-glucamine is dissolved in this surfactant-containing aqueous solvent at a ratio (weight ratio) of 10%. The adsorbent precursor was immersed in this, and it was made to react at 80 degreeC for 5 hours, and the adsorbent was obtained.

界面活性剤は下記のものを用いた。
・ノニオン系界面活性剤(Span 20:ソルビタンモノラウラート)
・アニオン系界面活性剤(ラウリル硫酸ナトリウム(SDS))
得られた吸着材について、キレート形成基(グルカミン基)の転化率を測定した。その結果を表1に示す。
The following surfactant was used.
・ Nonionic surfactant (Span 20: Sorbitan monolaurate)
・ Anionic surfactant (sodium lauryl sulfate (SDS))
About the obtained adsorbent, the conversion rate of the chelate forming group (glucamine group) was measured. The results are shown in Table 1.

Figure 2014083485
Figure 2014083485

この結果から、吸着材前駆体のエポキシ基と、キレート形成基を有する化合物とを、異種の界面活性剤を含む水溶媒中で反応させることによって、吸着材前駆体にキレート形成基を導入できることが確認された。
<実施例6>ホウ素吸着試験1
上記実施例1〜5と同様な方法で、グルカミン基を導入した各種の吸着材を製造した。
From this result, it is possible to introduce a chelate-forming group into an adsorbent precursor by reacting an epoxy group of the adsorbent precursor with a compound having a chelate-forming group in an aqueous solvent containing a different kind of surfactant. confirmed.
<Example 6> Boron adsorption test 1
Various adsorbents into which glucamine groups were introduced were produced in the same manner as in Examples 1 to 5 above.

pH3, 4又は5.8に調整された40mlのホウ素溶液(ホウ素濃度10ppm(mg/L))に、吸着材を1時間浸漬させた後、ホウ素溶液中の残存ホウ素濃度(溶液濃度)を測定し、ホウ素吸着量を算出することによりホウ素吸着性能を評価した。   After immersing the adsorbent in 40 ml of boron solution adjusted to pH 3, 4 or 5.8 (boron concentration 10 ppm (mg / L)) for 1 hour, the residual boron concentration (solution concentration) in the boron solution is measured, Boron adsorption performance was evaluated by calculating the amount of boron adsorption.

吸着量は、次式によって算出される。   The adsorption amount is calculated by the following equation.

吸着量(mg/kg)={初期濃度(ppm)-溶液濃度(ppm)}×溶液量(40ml)÷乾燥重量(kg)
表2にその結果を示す。表中“−”は未実施であることを示す。また、ホウ素吸着試験に用いた吸着材の製造条件(グルカミン基を導入する反応に用いた界面活性剤含有水溶媒、反応条件、固液比)、グルカミン基の転化率、この吸着材に使用した吸着材前駆体のグラフト率をそれぞれ、表3に示す。なお、表中、フッ素系界面活性剤は、パーフルオロアルキルベタインである。
Adsorption amount (mg / kg) = {initial concentration (ppm)-solution concentration (ppm)} x amount of solution (40 ml) ÷ dry weight (kg)
Table 2 shows the results. In the table, “-” indicates that the operation has not been performed. Also, the production conditions of the adsorbent used in the boron adsorption test (surfactant-containing water solvent used in the reaction for introducing glucamine groups, reaction conditions, solid-liquid ratio), conversion rate of glucamine groups, and used for this adsorbent Table 3 shows the graft ratios of the adsorbent precursors. In the table, the fluorosurfactant is perfluoroalkyl betaine.

Figure 2014083485
Figure 2014083485

Figure 2014083485
Figure 2014083485

表2の結果から、界面活性剤含有水溶媒を用いてグルカミン基を導入した吸着材は、ホウ素吸着能を有していることが確認された。
<実施例7>ホウ素吸着試験2
上記実施例1〜5と同様な方法で、グルカミン基を導入した各種の吸着材を製造した。
From the results in Table 2, it was confirmed that the adsorbent into which a glucamine group was introduced using a surfactant-containing aqueous solvent had boron adsorption ability.
<Example 7> Boron adsorption test 2
Various adsorbents into which glucamine groups were introduced were produced in the same manner as in Examples 1 to 5 above.

中性に調整された40mlのホウ素溶液(ホウ素濃度10ppm(mg/L))に、吸着材を1時間浸漬させた後、ホウ素溶液中の残存ホウ素濃度を測定し、ホウ素吸着量を算出した。また、吸着材を24時間浸漬させた後のホウ素吸着量も算出した。   The adsorbent was immersed in a neutral 40 ml boron solution (boron concentration 10 ppm (mg / L)) for 1 hour, and then the residual boron concentration in the boron solution was measured to calculate the boron adsorption amount. Further, the boron adsorption amount after the adsorbent was immersed for 24 hours was also calculated.

表4にその結果を示す。また、ホウ素吸着試験に用いた吸着材の製造条件(グルカミン基を導入する反応に用いた界面活性剤含有水溶媒、反応条件、固液比)、グルカミン基の転化率、この吸着材に使用した吸着材前駆体のグラフト率をそれぞれ、表5に示す。なお、表中、フッ素系界面活性剤は、パーフルオロアルキルベタインである。   Table 4 shows the results. Also, the production conditions of the adsorbent used in the boron adsorption test (surfactant-containing water solvent used in the reaction for introducing glucamine groups, reaction conditions, solid-liquid ratio), conversion rate of glucamine groups, and used for this adsorbent Table 5 shows the graft ratios of the adsorbent precursors. In the table, the fluorosurfactant is perfluoroalkyl betaine.

Figure 2014083485
Figure 2014083485

Figure 2014083485
Figure 2014083485

表4の結果から、界面活性剤含有水溶媒を用いてグルカミン基を導入した吸着材は、ホウ素吸着について、時間依存性を有していることが確認された。
<実施例8>ホウ素吸着試験3
上記実施例1〜5と同様な方法で、グルカミン基を導入した各種の吸着材を製造した。
From the results in Table 4, it was confirmed that the adsorbent into which the glucamine group was introduced using the surfactant-containing water solvent has time dependency with respect to boron adsorption.
<Example 8> Boron adsorption test 3
Various adsorbents into which glucamine groups were introduced were produced in the same manner as in Examples 1 to 5 above.

pH5.4に調整された40mlのホウ素溶液(ホウ素濃度10ppm(mg/L))に、吸着材を1時間浸漬させた後、ホウ素溶液中の残存ホウ素濃度を測定し、ホウ素吸着量を算出した。また、吸着材を24時間浸漬させた後のホウ素吸着量も算出した。   After immersing the adsorbent in 40 ml of boron solution adjusted to pH 5.4 (boron concentration 10 ppm (mg / L)) for 1 hour, the residual boron concentration in the boron solution was measured, and the boron adsorption amount was calculated. . Further, the boron adsorption amount after the adsorbent was immersed for 24 hours was also calculated.

表6にその結果を示す。また、ホウ素吸着試験に用いた吸着材の製造条件(グルカミン基を導入する反応に用いた界面活性剤含有水溶媒、反応条件)、グルカミン基の転化率、この吸着材に使用した吸着材前駆体のグラフト率をそれぞれ、表7に示す。   Table 6 shows the results. In addition, the production conditions of the adsorbent used in the boron adsorption test (surfactant-containing water solvent used for the reaction for introducing glucamine groups, reaction conditions), the conversion rate of glucamine groups, and the adsorbent precursor used for this adsorbent Table 7 shows the graft ratio of each.

Figure 2014083485
Figure 2014083485

Figure 2014083485
Figure 2014083485

表6の結果から、界面活性剤含有水溶媒を用いてグルカミン基を導入した吸着材は、ホウ素吸着について、時間依存性を有していることが確認された。
<実施例9>ヒ素吸着試験1
上記実施例1〜5と同様な方法で、グルカミン基を導入した各種の吸着材を製造した。
From the results of Table 6, it was confirmed that the adsorbent into which the glucamine group was introduced using the surfactant-containing aqueous solvent has time dependency with respect to boron adsorption.
<Example 9> Arsenic adsorption test 1
Various adsorbents into which glucamine groups were introduced were produced in the same manner as in Examples 1 to 5 above.

pH6.2に調整された40mlのヒ素溶液(ヒ素濃度1ppm(mg/L))に、吸着材を2時間浸漬させた後、ヒ素溶液中の残存ヒ素濃度(溶液濃度)を測定し、ヒ素吸着率を算出することによりヒ素吸着性能を評価した。   After immersing the adsorbent in 40 ml of arsenic solution adjusted to pH 6.2 (arsenic concentration 1 ppm (mg / L)) for 2 hours, the residual arsenic concentration (solution concentration) in the arsenic solution was measured, and arsenic adsorption Arsenic adsorption performance was evaluated by calculating the rate.

吸着率は、次式によって算出される。
吸着率(%)=(初期濃度-溶液濃度)÷初期濃度×100
表8にその結果を示す。また、ヒ素吸着試験に用いた吸着材の製造条件(グルカミン基を導入する反応に用いた界面活性剤含有水溶媒、反応条件、固液比)、グルカミン基の転化率、この吸着材に使用した吸着材前駆体のグラフト率をそれぞれ、表9に示す。なお、表中、フッ素系界面活性剤は、パーフルオロアルキルベタインである。
The adsorption rate is calculated by the following equation.
Adsorption rate (%) = (initial concentration-solution concentration) ÷ initial concentration x 100
Table 8 shows the results. In addition, the production conditions of the adsorbent used in the arsenic adsorption test (surfactant-containing water solvent used in the reaction for introducing glucamine groups, reaction conditions, solid-liquid ratio), conversion rate of glucamine groups, used for this adsorbent Table 9 shows the graft ratios of the adsorbent precursors. In the table, the fluorosurfactant is perfluoroalkyl betaine.

Figure 2014083485
Figure 2014083485

Figure 2014083485
Figure 2014083485

表8の結果から、界面活性剤含有水溶媒を用いてグルカミン基を導入した吸着材は、ヒ素吸着能を有していることが確認された。また、従来品(吸着材36)と同程度のヒ素吸着能を有する吸着材を製造可能であることも確認された。
<実施例10>ヒ素吸着試験2
上記実施例1〜5と同様な方法で、グルカミン基を導入した各種の吸着材を製造した。
From the results in Table 8, it was confirmed that the adsorbent into which a glucamine group was introduced using a surfactant-containing aqueous solvent had an arsenic adsorption ability. It was also confirmed that an adsorbent having an arsenic adsorption ability comparable to that of the conventional product (adsorbent 36) can be produced.
<Example 10> Arsenic adsorption test 2
Various adsorbents into which glucamine groups were introduced were produced in the same manner as in Examples 1 to 5 above.

pH6.7に調整された40mlのヒ素溶液(ヒ素濃度5ppm(mg/L))に、吸着材を2時間浸漬させた後、ヒ素溶液中の残存ヒ素濃度(溶液濃度)を測定し、ヒ素吸着率を算出することによりヒ素吸着性能を評価した。   After immersing the adsorbent in 40 ml of arsenic solution adjusted to pH 6.7 (arsenic concentration 5 ppm (mg / L)) for 2 hours, the residual arsenic concentration (solution concentration) in the arsenic solution was measured, and arsenic adsorption Arsenic adsorption performance was evaluated by calculating the rate.

表10にその結果を示す。また、ヒ素吸着試験に用いた吸着材の製造条件(グルカミン基を導入する反応に用いた界面活性剤含有水溶媒、反応条件)、グルカミン基の転化率、この吸着材に使用した吸着材前駆体のグラフト率をそれぞれ、表11に示す。   Table 10 shows the results. Also, the production conditions of the adsorbent used in the arsenic adsorption test (surfactant-containing water solvent used for the reaction for introducing glucamine groups, reaction conditions), the conversion rate of glucamine groups, and the adsorbent precursor used for this adsorbent Table 11 shows the graft ratio of each.

Figure 2014083485
Figure 2014083485

Figure 2014083485
Figure 2014083485

表10の結果から、界面活性剤含有水溶媒を用いてグルカミン基を導入した吸着材は、ヒ素吸着能を有していることが確認された。
<実施例11>
ポリエチレン製の高分子不織布基材にグリシジルメタクリレートを電子線前照射法によりグラフト重合して、グラフト率196%の吸着材前駆体を製造した。この吸着材前駆体にグルカミン基を導入した。グルカミン基の導入は、N-メチルDグルカミンを重量比で10%溶解させたSpan20とSDSの水溶液中(水:Span20:SDS=90:5:5)で80℃で行った。導入率(転化率)は時間とともに増加し、4時間で2mol-グルカミン基密度/kg-吸着材となり、それ以降6時間では2.1mol/kgとなり、最適な導入時間は4時間であることがわかった。
<実施例12>
ポリビニルアルコール製の高分子繊維基材にグリシジルメタクリレートをγ線照射法によりグラフト重合して、グラフト率127%の吸着材前駆体を製造した。この吸着材前駆体にグルカミン基を導入した。グルカミン基の導入は、重量比で5%のSpan20を水に溶解させた10%N-メチルDグルカミン溶液中で80℃で1時間から19時間行った。導入率(転化率)は、時間とともに増加し、6時間で1kgあたり2.2molのグルカミン基密度であった。6時間以降は逆に導入率が低くなる傾向を示した。
<実施例13>
ポリプロピレン製の高分子不織布基材にグリシジルメタクリレートを電子線前照射法によりグラフト重合して、グラフト率122%の吸着材前駆体を製造した。この吸着材前駆体にグルカミン基を導入した。グルカミン基の導入は、N-メチルDグルカミンを重量比で10%溶解させたSpan20とSDSの水溶液中(水:Span20:SDS=90:5:5)で80℃で行った。導入率(転化率)は6時間で2.1mol/kgとなった。
From the results of Table 10, it was confirmed that the adsorbent into which a glucamine group was introduced using a surfactant-containing aqueous solvent had an arsenic adsorption ability.
<Example 11>
An adsorbent precursor having a graft ratio of 196% was manufactured by graft polymerization of glycidyl methacrylate on a polymer nonwoven fabric substrate made of polyethylene by an electron beam pre-irradiation method. Glucamine groups were introduced into this adsorbent precursor. The introduction of the glucamine group was carried out at 80 ° C. in an aqueous solution of Span20 and SDS (water: Span20: SDS = 90: 5: 5) in which N-methyl D glucamine was dissolved by 10% by weight. The introduction rate (conversion rate) increases with time, and after 4 hours it becomes 2 mol-glucamine group density / kg-adsorbent, and after that, it becomes 2.1 mol / kg, and the optimum introduction time is 4 hours. It was.
<Example 12>
Glycidyl methacrylate was graft-polymerized on a polymer fiber substrate made of polyvinyl alcohol by γ-ray irradiation to produce an adsorbent precursor having a graft rate of 127%. Glucamine groups were introduced into this adsorbent precursor. The introduction of the glucamine group was carried out at 80 ° C. for 1 to 19 hours in a 10% N-methyl D glucamine solution in which 5% by weight of Span20 was dissolved in water. The introduction rate (conversion rate) increased with time, and the density of glucamine group was 2.2 mol / kg in 6 hours. On the contrary, the introduction rate tended to be lower after 6 hours.
<Example 13>
An adsorbent precursor having a graft ratio of 122% was produced by graft polymerization of glycidyl methacrylate on a polymer nonwoven fabric substrate made of polypropylene by an electron beam pre-irradiation method. Glucamine groups were introduced into this adsorbent precursor. The introduction of the glucamine group was carried out at 80 ° C. in an aqueous solution of Span20 and SDS (water: Span20: SDS = 90: 5: 5) in which N-methyl D glucamine was dissolved by 10% by weight. The introduction rate (conversion rate) was 2.1 mol / kg in 6 hours.

Claims (4)

エポキシ基を有する吸着材前駆体に、キレート形成基を導入する吸着材の製造方法であって、前記吸着材前駆体のエポキシ基と、前記キレート形成基を有する化合物とを、界面活性剤含有水溶媒中で反応させることにより、前記キレート形成基を導入することを特徴とする吸着材の製造方法。   An adsorbent production method for introducing a chelate-forming group into an adsorbent precursor having an epoxy group, wherein the epoxy group of the adsorbent precursor and the compound having the chelate-forming group are mixed with a surfactant-containing water. A method for producing an adsorbent, wherein the chelate-forming group is introduced by reacting in a solvent. 前記キレート形成基を有する化合物が、ヒドロキシアルキルアミン類であることを特徴とする請求項1記載の吸着材の製造方法。   The method for producing an adsorbent according to claim 1, wherein the compound having a chelate-forming group is a hydroxyalkylamine. 請求項1又は2の方法で製造された吸着材。   An adsorbent produced by the method according to claim 1 or 2. ホウ素イオン又はヒ素イオンとキレート形成することを特徴とする請求項3に記載の吸着材。   The adsorbent according to claim 3, wherein the adsorbent is chelated with boron ions or arsenic ions.
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