JP2020116504A - Method for producing adsorbent having nanostructure and granulated adsorbent having nanostructure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はナノ構造を持つ吸着剤の製造方法及びナノ構造を持つ吸着剤の造粒体に関する。 The present invention relates to a method for producing an adsorbent having a nanostructure and a granulated body of the adsorbent having a nanostructure.
２０１１年３月１１日に発生した東日本大震災により、福島第一原子力発電所で発生した事故により、放射性物質を含む汚染水が大量に発生している。放射性汚染水に含まれるストロンチウム等の放射性物質を除去する吸着剤について、種々の試みがされている。 Due to the Great East Japan Earthquake that occurred on March 11, 2011, a large amount of polluted water containing radioactive substances was generated due to the accident at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. Various attempts have been made on adsorbents for removing radioactive substances such as strontium contained in radioactively contaminated water.
特許文献１には、ストロンチウムの吸着除去を目的とし、金属酸化物ナノワイヤー状の吸着剤に関する発明が記載されている。 Patent Document 1 describes an invention relating to a metal oxide nanowire-shaped adsorbent for the purpose of adsorbing and removing strontium.
特許文献１に記載の金属酸化物ナノワイヤーを用いた吸着剤は、ストロンチウム等の放射性物質を吸着除去できるものの、実用化の観点から改良の余地があった。
吸着剤は直径約１ｍｍ程度の粒状の造粒体として使用することが好ましい。このため、ナノ形状を有する金属酸化物吸着剤には、焼成工程を経てもナノ構造を維持できる耐熱性が求められる。
さらに、放射性汚染水には海水や地下水が多く含まれるため、多種類の非放射性イオンが混在する条件下であっても、ストロンチウムを選択的に吸着できるイオン選択性が求められる。
The adsorbent using the metal oxide nanowires described in Patent Document 1 can adsorb and remove radioactive substances such as strontium, but there is room for improvement from the viewpoint of practical application.
The adsorbent is preferably used as a granular granule having a diameter of about 1 mm. For this reason, the metal oxide adsorbent having a nano shape is required to have heat resistance capable of maintaining the nano structure even after the firing process.
Further, since radioactive polluted water contains a large amount of seawater and groundwater, it is required to have ion selectivity capable of selectively adsorbing strontium even under the condition that many kinds of non-radioactive ions are mixed.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、造粒化のための焼成工程においても構造変化が生じにくい耐熱性と、高いイオン選択性を発揮できるナノ構造を持つ吸着剤の製造方法及びナノ構造を持つ吸着剤の造粒体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a method for producing an adsorbent having a nanostructure capable of exhibiting high heat resistance, which does not cause structural change even in the firing step for granulation, and high ion selectivity. And an adsorbent granule having a nanostructure.
本発明は以下の［１］〜［７］を含む。
［１］ナノ構造を持つ吸着剤の製造方法であって、少なくとも１種の金属元素（Ｍ）と、少なくとも１種の両性金属（Ａ）と、を含む合金原料をアルカリ処理し、アルカリ金属イオンを含有する金属酸化物の粉体を製造する工程と、得られた粉体を、金属塩（Ｓ）の水溶液中で攪拌し、前記アルカリ金属イオンを前記金属塩（Ｓ）に含まれる金属イオンとイオン交換を行う工程と、を備えるナノ構造を持つ吸着剤の製造方法。
［２］さらに、得られた金属酸化物の粉体を造粒化し、造粒体を製造する工程を備え、前記造粒体を製造する工程において炭酸供給源を添加する、［１］に記載のナノ構造を持つ吸着剤の製造方法。
［３］前記金属元素（Ｍ）は、Ｔｉ、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｙ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｉｎ、Ａｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｇｅ、Ｂｉ、及びＷからなる群から選択される少なくとも１種以上である、［１］又は［２］に記載のナノ構造を持つ吸着剤の製造方法。
［４］前記両性金属元素（Ａ）は、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、及びＨｇからなる群から選択される少なくとも１種である、［１］〜［３］のいずれか１つに記載のナノ構造を持つ吸着剤の製造方法。
［５］前記アルカリ処理は、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＯＣｌ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｓｒ（ＯＨ）２、ＮａＨＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、及びＫＨＣＯ３からなる群から選択される１種以上のアルカリ溶液を用いて行われる、［１］〜［４］のいずれか１つに記載のナノ構造を持つ吸着剤の製造方法。
［６］前記金属塩（Ｓ）は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｙ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、及びＢｉからなる群より選択される１種以上の金属の塩である、［１］〜［５］のいずれか１つに記載のナノ構造を持つ吸着剤の製造方法。
［７］層状に積層した結晶構造を持つ金属酸化物の層間に金属イオン（Ｓ１）が含まれているナノ構造を持つ吸着剤の造粒体であって、ＢＥＴ比表面積が８５ｍ２／ｇ以上である、ナノ構造を持つ吸着剤の造粒体（金属イオン（Ｓ１）は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｙ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、及びＢｉからなる群より選択される１種以上の金属のイオンである。）。
The present invention includes the following [1] to [7].
[1] A method for producing an adsorbent having a nanostructure, which comprises subjecting an alloy raw material containing at least one metal element (M) and at least one amphoteric metal (A) to alkali treatment to obtain an alkali metal ion. And a step of producing a powder of a metal oxide containing a metal salt (S) in an aqueous solution of the metal salt (S), wherein the alkali metal ion is contained in the metal salt (S). And a step of performing ion exchange, and a method for producing an adsorbent having a nanostructure.
[2] The method according to [1], further comprising a step of granulating the obtained metal oxide powder to produce a granule, and adding a carbonic acid supply source in the step of producing the granule. Of the adsorbent having the nanostructure of.
[3] The metal element (M) is Ti, Ce, Zr, Pd, La, Fe, Co, V, Mn, Ag, Pt, Y, Mo, Cr, Cu, Ni, Nb, Ru, Rh, Ta. The method for producing an adsorbent having a nanostructure according to [1] or [2], which is at least one selected from the group consisting of In, Au, Hf, Ir, Ge, Bi, and W.
[4] The amphoteric metal element (A) is any one of [1] to [3], which is at least one selected from the group consisting of Al, Zn, Sn, Pb, Ga, and Hg. A method for producing an adsorbent having the described nanostructure.
[5] The alkali treatment is selected from the group consisting of NaOH, KOH, LiOH, Na 2 CO 3 , NaOCl, RbOH, CsOH, Sr(OH) 2 , NaHCO 3 , K 2 CO 3 and KHCO 3. The method for producing an adsorbent having a nanostructure according to any one of [1] to [4], which is carried out using an alkaline solution of one or more species.
[6] The metal salt (S) is Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Ba, Sc, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Al, Si. And Y, La, Zr, Nb, Mo, In, Sn, Hf, and Bi, which is a salt of at least one metal selected from the group consisting of [1] to [5]. Of the adsorbent having the nanostructure of.
[7] An adsorbent granule having a nanostructure in which metal ions (S1) are contained between layers of a layered metal oxide having a crystal structure, and having a BET specific surface area of 85 m 2 /g or more. Granules of the adsorbent having a nanostructure (metal ions (S1) are Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Ba, Sc, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu. , Zn, Ga, Ge, Al, Si, Y, La, Zr, Nb, Mo, In, Sn, Hf, and Bi are one or more metal ions selected from the group).
本発明によれば、造粒化のための焼成工程においても構造変化が生じにくい耐熱性と、高いイオン選択性を発揮できるナノ構造を持つ吸着剤の製造方法、ナノ構造を持つ吸着剤の造粒体を提供することができる。 According to the present invention, a method of producing an adsorbent having a nanostructure capable of exerting high ion selectivity and heat resistance in which a structural change does not easily occur even in a firing step for granulation, and a method of producing an adsorbent having a nanostructure Granules can be provided.
本明細書において「ナノ構造」とは、ナノワイヤー、ナノロッド、ナノファイバー、ナノチューブ等にあてはまる構造を意味する。これらは３つの次元のうち、２つの次元のサイズの差が小さく、かつナノスケールであり、残る１つの次元のサイズがそれらより大きい構造を意味する。ナノスケールは、およそ１ｎｍから１００ｎｍまでの大きさの範囲とする。 As used herein, the term "nanostructure" means a structure that applies to nanowires, nanorods, nanofibers, nanotubes, and the like. These mean structures in which the size difference between the two dimensions of the three dimensions is small and is nanoscale, and the size of the remaining one dimension is larger than those. The nanoscale is in the size range of approximately 1 nm to 100 nm.
＜ナノ構造を持つ吸着剤の製造方法＞
本実施形態は、ナノ構造を持つ吸着剤の製造方法に関する。
本実施形態のナノ構造を持つ吸着剤の製造方法は、少なくとも１種の金属元素（Ｍ）と、少なくとも１種の両性金属（Ａ）と、を含む合金原料をアルカリ処理し、アルカリ金属イオンを含有する金属酸化物の粉体を製造する工程と、得られた粉体を、金属塩（Ｓ）の水溶液中で攪拌し、前記アルカリ金属イオンを前記金属塩（Ｓ）に含まれる金属イオンとイオン交換を行う工程と、を備える。
<Method for producing adsorbent having nanostructure>
The present embodiment relates to a method for producing an adsorbent having a nanostructure.
In the method for producing an adsorbent having a nanostructure according to the present embodiment, an alloy raw material containing at least one metal element (M) and at least one amphoteric metal (A) is treated with an alkali to remove an alkali metal ion. A step of producing a powder of a metal oxide contained therein, and stirring the obtained powder in an aqueous solution of a metal salt (S), wherein the alkali metal ion is mixed with a metal ion contained in the metal salt (S). And a step of performing ion exchange.
本実施形態によれば、非常に穏和な条件でナノ構造を持つ吸着剤を製造することができる。穏和な条件とは、室温、常温から１００℃程度までの条件を意味する。得られる金属酸化物は、ナノ構造を持つにもかかわらず、耐久性、機械的強度、及び耐熱性に優れる。例えば５００℃を超える高温条件においた場合にも、ナノ構造を維持できる。
以下、本実施形態の製造方法の各工程について説明する。
According to this embodiment, an adsorbent having a nanostructure can be produced under extremely mild conditions. The mild condition means a condition of room temperature, room temperature to about 100°C. The obtained metal oxide has excellent durability, mechanical strength, and heat resistance despite having a nanostructure. For example, the nanostructure can be maintained even under a high temperature condition exceeding 500°C.
Hereinafter, each step of the manufacturing method of this embodiment will be described.
［アルカリ金属イオンを含有する金属酸化物の粉体を製造する工程］
本工程は、金属酸化物の結晶骨格の内部にアルカリ金属イオンが取り込まれた金属酸化物の粉体を製造する工程である。一例を挙げると、層状構造を有する金属酸化物を用いる場合には、層間にアルカリ金属イオンが含まれた粉体を製造する。
[Process for producing powder of metal oxide containing alkali metal ion]
This step is a step of producing a powder of a metal oxide in which an alkali metal ion is incorporated inside the crystal skeleton of the metal oxide. As an example, when a metal oxide having a layered structure is used, a powder containing alkali metal ions between layers is produced.
本工程によれば、例えば、Ｔｉ、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｙ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｉｎ、Ａｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｇｅ、Ｂｉ、及びＷからなる群から選択される少なくとも１種の金属を含む金属酸化物に、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、セシウムイオン、ストロンチウムイオン等が取り込まれた金属酸化物粉体を得ることができる。 According to this step, for example, Ti, Ce, Zr, Pd, La, Fe, Co, V, Mn, Ag, Pt, Y, Mo, Cr, Cu, Ni, Nb, Ru, Rh, Ta, In, A metal oxide containing at least one metal selected from the group consisting of Au, Hf, Ir, Ge, Bi, and W was incorporated with sodium ions, potassium ions, lithium ions, cesium ions, strontium ions, and the like. A metal oxide powder can be obtained.
・合金原料
本工程において使用する合金原料は、少なくとも１種の金属元素（Ｍ）と、少なくとも１種の両性金属（Ａ）と、を含む。
金属元素（Ｍ）は、Ｔｉ、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｙ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｉｎ、Ａｕ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｇｅ、Ｂｉ、及びＷからなる群から選択される少なくとも１種以上が好ましく、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉからなる群より選択される１種以上がより好ましく、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎからなる群より選択される１種以上が特に好ましい。
Alloy raw material The alloy raw material used in this step contains at least one metal element (M) and at least one amphoteric metal (A).
The metal element (M) is Ti, Ce, Zr, Pd, La, Fe, Co, V, Mn, Ag, Pt, Y, Mo, Cr, Cu, Ni, Nb, Ru, Rh, Ta, In, Au. , Hf, Ir, Ge, Bi, and at least one selected from the group consisting of W are preferable, and one or more kinds selected from the group consisting of Ti, Zr, Mn, Cr, Cu, and Ni are more preferable, One or more selected from the group consisting of Ti, Zr, and Mn is particularly preferable.
両性金属元素（Ａ）は、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、及びＨｇからなる群から選択される少なくとも１種が好ましく、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｇａからなる群から選択される少なくとも１種がより好ましく、Ｚｎが特に好ましい。 The amphoteric metal element (A) is preferably at least one selected from the group consisting of Al, Zn, Sn, Pb, Ga, and Hg, and more preferably at least one selected from the group consisting of Zn, Sn, and Ga. Zn is preferable, and Zn is particularly preferable.
上記の金属元素（Ｍ）と両性金属元素（Ａ）は、形成するナノ材料に応じて適宜選択すればよい。 The above metal element (M) and amphoteric metal element (A) may be appropriately selected according to the nanomaterial to be formed.
金属元素（Ｍ）と両性金属元素（Ａ）とを含む合金原料としては、チタン−亜鉛合金、チタン−アルミニウム合金等が挙げられる。 Examples of the alloy raw material containing the metal element (M) and the amphoteric metal element (A) include titanium-zinc alloy and titanium-aluminum alloy.
本実施形態において、金属元素（Ｍ）と両性金属元素（Ａ）との原子数比（Ｍ：Ａ）は、所望の直径及び比表面積を有するナノ構造とするために目的とするナノ構造に応じて調整すればよい。 In the present embodiment, the atomic ratio (M:A) of the metal element (M) and the amphoteric metal element (A) depends on the target nanostructure in order to obtain a nanostructure having a desired diameter and specific surface area. And adjust it.
細く比表面積の大きなナノワイヤーを形成する点からは、これらの原子数比（Ｍ：Ａ）を５０：５０〜２：９８とすることが好ましい。 From the viewpoint of forming a thin nanowire having a large specific surface area, the atomic ratio (M:A) of these is preferably 50:50 to 2:98.
また、複数の金属元素を組合せる場合には、目的とする特性が得られるように適宜組合せる金属元素の原子数比を調整することが好ましい。 When a plurality of metal elements are combined, it is preferable to adjust the atomic ratio of the metal elements to be combined as appropriate so that the desired characteristics can be obtained.
本実施形態において合金原料としては、チタン−亜鉛合金粉末が好ましい。合金原料は、市販の合金を購入し、既知の方法により粉末状にしてもよく、粉末状の合金を購入してもよい。 In the present embodiment, titanium-zinc alloy powder is preferable as the alloy raw material. As the alloy raw material, a commercially available alloy may be purchased and powdered by a known method, or a powdered alloy may be purchased.
粉末状の合金原料は、粒子の直径が約０．０１〜１００μｍであることが好ましく、約１〜５０μｍであることがより好ましい。粒子の直径がこのような範囲であることにより、アルカリ処理においてアルカリとの接触面積を大きくでき、アルカリ処理による両性金属元素（Ａ）の溶出を短時間で進行させることができる。 The powdery alloy raw material preferably has a particle diameter of about 0.01 to 100 μm, more preferably about 1 to 50 μm. When the particle diameter is in such a range, the contact area with the alkali can be increased in the alkali treatment, and the elution of the amphoteric metal element (A) by the alkali treatment can proceed in a short time.
・アルカリ処理
本実施形態においては、上述した合金原料を、アルカリ処理して、アルカリ金属イオンを含有する金属酸化物の粉体を形成する。
アルカリ処理により両性金属元素（Ａ）が溶出し、両性金属元素（Ａ）の溶出と同時に合金原料中の残りの金属原子が、酸素原子と結合して酸化物を形成する。これらの反応の際にナノ構造の形態に至る。
本実施形態において、両性金属元素（Ａ）として亜鉛を用いると、アルカリ処理をした際に亜鉛は溶出しやすく、ナノ構造を形成しやすくなる。
-Alkali treatment In the present embodiment, the above alloy raw material is subjected to alkali treatment to form a metal oxide powder containing alkali metal ions.
The amphoteric metal element (A) is eluted by the alkali treatment, and simultaneously with the elution of the amphoteric metal element (A), the remaining metal atoms in the alloy raw material are combined with oxygen atoms to form an oxide. During these reactions, nanostructured morphology is reached.
In the present embodiment, when zinc is used as the amphoteric metal element (A), zinc is easily eluted during the alkali treatment, and the nanostructure is easily formed.
アルカリ処理は、アルカリ金属イオンを含むアルカリ溶液を用いて実施すればよく、種々の様式で行うことができる。例えば、アルカリをイオン交換水、蒸留水、メタノール、エタノール、又はこれらの２種以上の混合物等の溶媒に溶解したアルカリ溶液に合金を浸漬する方法が挙げられる。また、合金原料を水に分散した分散液をアルカリ溶液に添加混合する方法であってもよい。 The alkali treatment may be carried out using an alkali solution containing an alkali metal ion and can be carried out in various ways. For example, there is a method of immersing the alloy in an alkali solution in which an alkali is dissolved in a solvent such as ion-exchanged water, distilled water, methanol, ethanol, or a mixture of two or more thereof. Alternatively, a method in which a dispersion liquid in which the alloy raw material is dispersed in water is added to and mixed with an alkaline solution may be used.
溶媒としては、イオン交換水又は蒸留水が好ましい。
アルカリ金属イオンを含む溶液は、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＯＣｌ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｓｒ（ＯＨ）２、ＮａＨＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、及びＫＨＣＯ３からなる群から選択される１種以上を含むアルカリ溶液が好ましい。
このようなアルカリ金属イオンを含む溶液は、両性金属元素（Ａ）の溶解性に優れるため、比表面積の大きなナノワイヤーが得られやすい。
As the solvent, ion-exchanged water or distilled water is preferable.
The solution containing alkali metal ions is selected from the group consisting of NaOH, KOH, LiOH, Na 2 CO 3 , NaOCl, RbOH, CsOH, Sr(OH) 2 , NaHCO 3 , K 2 CO 3 , and KHCO 3. Alkaline solutions containing more than one species are preferred.
Since the solution containing such an alkali metal ion is excellent in the solubility of the amphoteric metal element (A), a nanowire having a large specific surface area can be easily obtained.
アルカリの、アルカリ金属イオンの濃度は、低濃度でもよく、例えば０．０１Ｍ以上の濃度でも可能である。本実施形態においては、０．１Ｍ以上にすることが好ましく、１．０Ｍ以上がより好ましい。 The concentration of the alkali metal ion of the alkali may be low, for example, 0.01 M or more. In the present embodiment, it is preferably 0.1 M or more, more preferably 1.0 M or more.
また、アルカリ金属イオンの合金に対する量は、モル比（アルカリ：合金）で３：１以上が好ましく、５：１〜２０：１がより好ましく、８：１〜１５：１がさらに好ましい。 The amount of the alkali metal ion to the alloy is preferably 3:1 or more, more preferably 5:1 to 20:1, and even more preferably 8:1 to 15:1 in terms of molar ratio (alkali:alloy).
本実施形態においては、アルカリ処理の温度について特に制限はなく、種々の温度を選択することができる。
本実施形態によれば、穏和な条件でアルカリ処理を実施し、比表面積の大きな金属酸化物の粉体を製造できる。アルカリ処理の温度は、０度以上１００度未満が好ましく、５〜８０℃がより好ましく、室温が特に好ましい。
In this embodiment, the temperature of the alkali treatment is not particularly limited, and various temperatures can be selected.
According to this embodiment, it is possible to carry out alkali treatment under mild conditions to produce a metal oxide powder having a large specific surface area. The temperature of the alkali treatment is preferably 0°C or higher and lower than 100°C, more preferably 5 to 80°C, and particularly preferably room temperature.
アルカリ処理は、加圧下で行ってもよく、常圧で行ってもよい。
また、アルカリ金属と両性金属元素（Ａ）との反応で水素ガスが発生する場合がある。この場合には、発生した水素を反応系から分離して回収することが好ましい。
The alkali treatment may be carried out under pressure or at normal pressure.
Further, hydrogen gas may be generated by the reaction between the alkali metal and the amphoteric metal element (A). In this case, it is preferable to separate the hydrogen generated from the reaction system and recover it.
アルカリ処理の時間についても特に制限はなく、例えば、１時間〜３日程度アルカリ処理を行えばよい。アルカリ処理の時間は、合金材料のサイズ等に応じて変えることが好ましく、例えば、大きめの粒子（２００μｍ〜４００μｍ程度）では２４時間以上のアルカリ処理を行うことが好ましい。 The time of the alkali treatment is not particularly limited, and for example, the alkali treatment may be performed for about 1 hour to 3 days. The alkali treatment time is preferably changed according to the size of the alloy material and the like, and for example, for large particles (about 200 μm to 400 μm), the alkali treatment is preferably performed for 24 hours or more.
［イオン交換を行う工程］
本工程において、前記工程において得られた粉体を金属塩（Ｓ）の水溶液中で攪拌し、金属酸化物の粉体中のアルカリ金属イオンを、金属塩（Ｓ）に含まれる金属イオンとイオン交換する。
金属塩（Ｓ）に含まれる金属イオンと金属酸化物中のアルカリ金属イオンとがイオン交換し、ナノ構造を持つ金属酸化物に、金属塩（Ｓ）由来の金属イオンが含まれる。
[Process of ion exchange]
In this step, the powder obtained in the above step is stirred in an aqueous solution of a metal salt (S), and alkali metal ions in the powder of the metal oxide are mixed with metal ions contained in the metal salt (S) and ions. Exchange.
The metal ions contained in the metal salt (S) are ion-exchanged with the alkali metal ions in the metal oxide, and the metal oxide having a nanostructure contains the metal ion derived from the metal salt (S).
本実施形態においては、まずアルカリ金属イオンを含有する金属酸化物の粉体を製造し、次にアルカリ金属イオンと金属塩（Ｓ）に含まれる金属イオンとをイオン交換することにより、金属塩（Ｓ）に含まれる金属イオンを金属酸化物中に効率的に含ませることができる。 In the present embodiment, first, a metal oxide powder containing an alkali metal ion is produced, and then the alkali metal ion and the metal ion contained in the metal salt (S) are ion-exchanged to obtain a metal salt ( The metal ion contained in S) can be efficiently contained in the metal oxide.
金属塩（Ｓ）の金属イオンは、前記アルカリ金属イオンとは異なる金属元素であればよく、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｙ，Ｌａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、及びＢｉからなる群より選択される１種以上の金属の塩であることが好ましい。これらのなかでもストロンチウムイオンを選択的に吸着する観点から、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇからなる群より選択される１種以上が好ましく、Ｂａが特に好ましい。バリウムイオンはストロンチウムイオンと積極的にイオン交換できる。このため、本実施形態によれば、ストロンチウムイオンを選択的に吸着することができる吸着剤を製造することができる。 The metal ion of the metal salt (S) may be any metal element different from the alkali metal ion, such as Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Ba, Sc, Cr, Mn, Fe, Co, It may be a salt of at least one metal selected from the group consisting of Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Al, Si, Y, La, Zr, Nb, Mo, In, Sn, Hf, and Bi. preferable. Among these, at least one selected from the group consisting of Ba, Ca, and Mg is preferable, and Ba is particularly preferable, from the viewpoint of selectively adsorbing strontium ions. Barium ions can be actively exchanged with strontium ions. Therefore, according to this embodiment, an adsorbent capable of selectively adsorbing strontium ions can be manufactured.
金属塩（Ｓ）の水溶液の濃度は、モル濃度が１．０×１０−３〜５．０×１０−３の、範囲で適宜調整できる。 The concentration of the aqueous solution of the metal salt (S) can be appropriately adjusted within the range of a molar concentration of 1.0×10 −3 to 5.0×10 −3 .
金属塩（Ｓ）の水溶液の水溶液中での攪拌時間は、５時間から２４時間が挙げられ、１０時間から２０時間であってもよい。 The stirring time of the aqueous solution of the metal salt (S) in the aqueous solution is 5 to 24 hours, and may be 10 to 20 hours.
［造粒化工程］
本実施形態のナノ構造体を持つ吸着剤の製造方法は、造粒化工程を備えることが好ましい。造粒化工程は、前記イオン交換を行う工程の前に実施してもよく、イオン交換を行う工程の後に実施してもよい。
即ち本実施形態の製造方法は、粉体を製造する工程、造粒化工程、イオン交換を行う工程をこの順で備えていてもよく、粉体を製造する工程、イオン交換を行う工程、造粒化工程をこの順で備えていてもよい。
[Granulation process]
The method for producing the adsorbent having the nanostructure of the present embodiment preferably includes a granulation step. The granulation step may be performed before the step of performing the ion exchange or after the step of performing the ion exchange.
That is, the production method of the present embodiment may include a step of producing powder, a granulation step, and a step of performing ion exchange in this order. The step of producing powder, the step of performing ion exchange, and the step of producing The granulating step may be provided in this order.
造粒化工程は、得られた金属酸化物の粉体にバインダー成分と添加剤を加えて回転造粒することが好ましい。この方法により、直径０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の大きさの粒状物を製造する。 In the granulation step, it is preferable to add a binder component and an additive to the obtained powder of the metal oxide and perform rotary granulation. By this method, a granular material having a diameter of about 0.5 mm to 1.0 mm is manufactured.
バインダー成分は、アミン系ポリマーが好ましい。特にポリエチレンイミンが好ましい。 The binder component is preferably an amine polymer. Polyethyleneimine is particularly preferable.
添加剤としては、炭酸供給源が好ましい。炭酸供給源としては、ＮａＨＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３等を用いることが好ましい。炭酸供給源を加えることにより、粒状物の比表面積を向上させることができ、ストロンチウムイオンの吸着速度を速めることができる。 As the additive, a carbonic acid supply source is preferable. As a carbonic acid supply source, it is preferable to use NaHCO 3 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , CaCO 3 , MgCO 3, or the like. By adding a carbonic acid supply source, the specific surface area of the granular material can be improved, and the adsorption rate of strontium ions can be increased.
添加剤としての炭酸供給源は、前記炭酸供給源を含む水溶液を添加することが好ましい。この時の水溶液中の炭酸供給源の濃度は、０．１モル濃度以上１．０モル濃度以下が好ましく、０．２モル濃度から０．８モル濃度がより好ましく、０．３モル濃度から０．７モル濃度が特に好ましい。 As the carbonic acid source as an additive, it is preferable to add an aqueous solution containing the carbonic acid source. At this time, the concentration of the carbonic acid supply source in the aqueous solution is preferably 0.1 molar concentration or more and 1.0 molar concentration or less, more preferably 0.2 molar concentration to 0.8 molar concentration, and 0.3 molar concentration to 0 molar concentration. A molarity of 0.7 is particularly preferred.
得られた粒状物を焼成し、造粒体を製造する。
焼成処理は、例えば、空気雰囲気中で行い、３℃／分程度（例えば１〜５℃／分）の速度で５０℃以上、典型的には１５０℃以上の所定の温度まで上昇させ、２時間程度（約１〜３時間）所望の温度とした後に自然冷却して行うことができる。
The obtained granular material is fired to produce a granulated body.
The firing treatment is performed, for example, in an air atmosphere, and the temperature is raised to a predetermined temperature of 50° C. or higher, typically 150° C. or higher at a rate of about 3° C./min (for example, 1 to 5° C./min) for 2 hours. It can be carried out by naturally cooling the mixture to a desired temperature for about 1 to 3 hours.
焼成処理はナノ構造を構成する材料によって異なるが、例えば５０℃〜２０００℃の範囲から任意の１又は複数の温度まで昇温して処理を行うことができる。また、ナノ構造を構成する材料の結晶構造を考慮して温度を選択してもよい。例えば、酸化チタンでは、４００℃〜６００℃でほぼ均一のアナターゼ型の結晶構造となり、８００℃以上でほぼ均一のルチル型の結晶構造となるため、所望の結晶構造に変換される温度を選択することができる。 The firing treatment varies depending on the material constituting the nanostructure, but the treatment can be performed by elevating the temperature from the range of 50° C. to 2000° C. to any one or more temperatures, for example. Further, the temperature may be selected in consideration of the crystal structure of the material forming the nanostructure. For example, titanium oxide has a substantially uniform anatase-type crystal structure at 400° C. to 600° C. and a substantially uniform rutile-type crystal structure at 800° C. or higher. Therefore, the temperature at which a desired crystal structure is converted is selected. be able to.
＜ナノ構造を持つ吸着剤の造粒体＞
本実施形態は、層状に積層した結晶構造を持つ金属酸化物の層間に金属イオン（Ｓ１）が含まれている、ナノ構造を持つ吸着剤の造粒体である。本実施形態の造粒体は、ＢＥＴ比表面積が８５ｍ２／ｇ以上である。金属イオン（Ｓ１）は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｙ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、及びＢｉからなる群より選択される１種以上の金属のイオンである。
<Granulate of adsorbent with nanostructure>
The present embodiment is a granulated adsorbent having a nanostructure, in which metal ions (S1) are contained between layers of a metal oxide having a crystal structure laminated in layers. The BET specific surface area of the granulated body of the present embodiment is 85 m 2 /g or more. The metal ion (S1) is Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Ba, Sc, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Al, Si, Y, La. , Zr, Nb, Mo, In, Sn, Hf, and Bi are ions of one or more metals selected from the group.
本実施形態の造粒体は、ＢＥＴ比表面積が８６ｍ２／ｇ以上が好ましく、８７ｍ２／ｇ以上がより好ましい。 The BET specific surface area of the granulated product of this embodiment is preferably 86 m 2 /g or more, and more preferably 87 m 2 /g or more.
本実施形態において、層状に積層した結晶構造を持つ金属酸化物としては、例えばレピドクロサイト型酸化チタンが挙げられる。 In the present embodiment, examples of the metal oxide having a layered laminated crystal structure include lepidocrocite-type titanium oxide.
本実施形態の吸着剤の造粒体において、ナノ構造の中でナノワイヤー構造を持つ場合は、用いる合金原料によって直径が異なり、２ｎｍ〜１００ｎｍ程度の範囲である。非常に細いワイヤー形状を持つ場合は、ナノワイヤーは複数のくびれを有していてもよい。くびれを有する場合には、くびれ部分の直径は約２ｎｍ〜４ｎｍである。 In the granule of the adsorbent of the present embodiment, in the case where the nanostructure has a nanowire structure, the diameter varies depending on the alloy raw material used, and the range is about 2 nm to 100 nm. The nanowire may have multiple constrictions if it has a very fine wire shape. If it has a neck, the diameter of the neck is about 2 nm to 4 nm.
金属イオン（Ｓ１）としては、バリウムイオンが好ましい。
本実施形態においては、層状構造チタン酸金属化合物が層状に積層し、層間にバリウムイオンが含まれる造粒体が好ましい。このような造粒体を用いてストロンチウムを吸着する場合を例に挙げる。バリウムイオンはストロンチウムイオンとイオン交換されやすいイオンである。このため、層間に含まれたバリウムイオンは、ストロンチウムイオンとイオン交換により入れ替わり、ストロンチウムイオンが層間に取り込まれ、ストロンチウムイオンが金属酸化物の層間に取り込まれ、吸着される。
As the metal ion (S1), barium ion is preferable.
In the present embodiment, a granulated body in which the layered structure metal titanate compound is laminated in layers and barium ions are contained between the layers is preferable. An example of adsorbing strontium using such a granulated body will be described. Barium ions are ions that are easily exchanged with strontium ions. Therefore, the barium ions contained between the layers are exchanged with the strontium ions by ion exchange, the strontium ions are taken in between the layers, and the strontium ions are taken in between the layers of the metal oxide and adsorbed.
本実施形態の吸着剤の造粒体は、海水や地下水を含む汚染水に含まれるストロンチウムイオンを好適に除去できる。海水や地下水には、ストロンチウム以外の種々のイオンが存在する。海水中に含まれる硫酸イオンは、バリウムイオンと水に不溶な硫酸バリウムを形成する。このため、イオン交換により入れ替わっても、バリウムイオンは溶出することなく吸着材に付着した状態となる。 The adsorbent granules of the present embodiment can preferably remove strontium ions contained in contaminated water including seawater and groundwater. Various ions other than strontium exist in seawater and groundwater. Sulfate ions contained in sea water form barium ions and barium sulfate insoluble in water. Therefore, even if the barium ions are exchanged by ion exchange, the barium ions remain attached to the adsorbent without elution.
本実施形態のナノ構造を持つ吸着剤の造粒体は、ストロンチウムイオンを選択的に吸着することができる。海水に塩化ストロンチウムを溶かした水溶液を模擬汚染水として吸着を行った場合でも、選択的にストロンチウムイオンを吸着することができる。 The adsorbent granules having a nanostructure of the present embodiment can selectively adsorb strontium ions. Strontium ions can be selectively adsorbed even when adsorbing an aqueous solution of strontium chloride dissolved in seawater as simulated contaminated water.
本実施形態の吸着剤の造粒体は、ナノ構造を持つ吸着剤に、バインダーと添加剤とを添加して造粒し、焼成することにより製造できる。 The adsorbent granules of the present embodiment can be manufactured by adding a binder and an additive to an adsorbent having a nanostructure, granulating, and firing.
造粒化した粒状の本発明のナノ構造を持つ吸着剤をカラムに充填し、処理対象の模擬汚染水をカラムに通水することにより、ストロンチウム等の吸着対象物質を除去できる。 By adsorbing the granulated granular adsorbent having the nanostructure of the present invention into the column and passing the simulated contaminated water to be treated through the column, the adsorption target substance such as strontium can be removed.
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples.
［実施例１］
≪アルカリ金属イオンを含有する金属酸化物粉体の製造工程≫
・脱合金酸化によるチタン酸ナトリウムナノワイヤー粉体の作製
市販のバルク状チタン−亜鉛合金（原子数比１：１６）をシリンダー型粉砕機で砕き、得られた破砕体をふるいに掛け、直径が２５−４５μｍで揃えた粒体とした。
これを５モル濃度の水酸化ナトリウム水溶液に入れ、発泡が終わるまで、４日間室温にて放置した。沈殿した白色粉末をろ過または遠心分離機にて分離し、０．０５モル濃度の水酸化ナトリウム水溶液で３回洗浄し、その後アセトンで２回洗浄した。その後、減圧下にて乾燥し、チタン酸ナトリウムナノワイヤーの粉体を得た。この粉体について、比表面積をＱｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製「Ｑｕａｄｒａｓｏｒｂ」を用い、ＢＥＴ法により測定した。その結果、比表面積は９７．８ｍ２／ｇであった。
[Example 1]
<<Production process of metal oxide powder containing alkali metal ions>>
-Production of sodium titanate nanowire powder by dealloying oxidation Commercially available bulk titanium-zinc alloy (atomic ratio 1:16) was crushed by a cylinder type crusher, and the obtained crushed body was sieved to obtain a diameter of Granules were prepared with a size of 25-45 μm.
This was placed in a 5 molar aqueous sodium hydroxide solution and left at room temperature for 4 days until foaming was completed. The precipitated white powder was filtered or separated by a centrifuge, washed three times with a 0.05 molar aqueous sodium hydroxide solution, and then washed twice with acetone. Then, it dried under reduced pressure and the powder of the sodium titanate nanowire was obtained. The specific surface area of this powder was measured by the BET method using "Quadrasorb" manufactured by Quantachrome. As a result, the specific surface area was 97.8 m 2 /g.
≪金属酸化物の粉体を造粒する工程≫
・チタン酸ナトリウムナノワイヤー粉体の造粒化によるチタン酸ナトリウムナノワイヤー造粒体の作製
上記で得られたチタン酸ナトリウムナノワイヤーの粉体をパン型造粒機に入れ回転させ、ここにバインダーとしてポリエチレンイミンの約３０％水溶液と、添加剤として０．５モル濃度の炭酸水素ナトリウム水溶液を滴下して造粒化を行った。
回転を続けると粉体は徐々に球体となり、すべての粉体が球体になった段階で回転を止めた。その後にふるいに掛け、直径が０．５−１．０ｍｍの大きさの造粒体を得た。これを４００℃で焼成（２時間）して、チタン酸ナトリウムナノワイヤーの造粒体を得た。
<<Process of granulating powder of metal oxide>>
-Preparation of sodium titanate nanowire granules by granulating sodium titanate nanowire powder The sodium titanate nanowire powder obtained above is put into a pan-type granulator and rotated, and the binder is added here. As a result, about 30% aqueous solution of polyethyleneimine and 0.5 mol aqueous solution of sodium hydrogen carbonate as an additive were added dropwise for granulation.
The powder gradually became a sphere as it continued to rotate, and the rotation was stopped when all the powder became a sphere. Then, it was sieved to obtain a granulated product having a diameter of 0.5 to 1.0 mm. This was baked at 400° C. (2 hours) to obtain a sodium titanate nanowire granule.
≪イオン交換を行う工程≫
・イオン交換によるチタン酸バリウムナノワイヤー造粒体の作製
上記で作製したチタン酸ナトリウムナノワイヤー造粒体を、５×１０−２モル濃度の塩化バリウム水溶液で、１２時間撹拌してイオン交換を行った。その後ろ過した後にアセトンで洗浄し、減圧下にて乾燥し、実施例１のチタン酸バリウムナノワイヤーの造粒体を得た。
≪Process of ion exchange≫
-Preparation of barium titanate nanowire granules by ion exchange The sodium titanate nanowire granules prepared above were stirred for 12 hours with a barium chloride aqueous solution having a concentration of 5 x 10 -2 to perform ion exchange. It was After that, it was filtered, washed with acetone, and dried under reduced pressure to obtain a barium titanate nanowire granule of Example 1.
実施例１のチタン酸バリウムナノワイヤーの造粒体について、比表面積をＱｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製「Ｑｕａｄｒａｓｏｒｂ」を用い、ＢＥＴ法により測定した。その結果、実施例１のチタン酸バリウムナノワイヤーの造粒体の比表面積は、比表面積は８８．４ｍ２／ｇであった。 The specific surface area of the barium titanate nanowire granules of Example 1 was measured by the BET method using "Quadrasorb" manufactured by Quantachrome. As a result, the specific surface area of the barium titanate nanowire granules of Example 1 was 88.4 m 2 /g.
≪吸着実験１≫
・チタン酸ナトリウムナノワイヤー造粒体を用いたストロンチウムイオンの吸着実験
１×１０−３モル濃度の塩化ストロンチウム水溶液に、チタン酸ナトリウムナノワイヤー造粒体を加え、１時間撹拌した。上澄みを誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析装置を用いてストロンチウム濃度を測定したところ、高い分配係数（１．８３×１０５ｍＬ／ｇ）が得られた。
≪Adsorption experiment 1≫
Adsorption experiment of strontium ion using sodium titanate nanowire granules Sodium titanate nanowire granules were added to a strontium chloride aqueous solution having a concentration of 1 × 10 -3 , and stirred for 1 hour. When the strontium concentration of the supernatant was measured using an inductively coupled plasma (ICP) emission spectrophotometer, a high partition coefficient (1.83×10 5 mL/g) was obtained.
≪吸着実験２≫
・チタン酸バリウムナノワイヤー造粒体を用いたストロンチウムイオンの吸着実験
５×１０−４モル濃度の塩化ストロンチウムを含む人工海水に、チタン酸バリウムナノワイヤー造粒体を加え、２日間撹拌した。上澄みを誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析装置を用いてストロンチウム濃度を測定したところ、高い分配係数（８．６４×１０３ｍＬ／ｇ）が得られた。
≪Adsorption experiment 2≫
Adsorption experiment of strontium ion using barium titanate nanowire granules Barium titanate nanowire granules were added to artificial seawater containing 5×10 −4 molar concentration of strontium chloride, and stirred for 2 days. When the strontium concentration of the supernatant was measured using an inductively coupled plasma (ICP) emission spectrophotometer, a high partition coefficient (8.64×10 3 mL/g) was obtained.
≪溶出工程≫
・ストロンチウムイオンを吸着したチタン酸ナトリウムナノワイヤー造粒体からのストロンチウムイオンの溶出
ストロンチウムイオンを吸着したチタン酸ナトリウムナノワイヤー造粒体を室温条件で希塩酸に浸漬し、１時間撹拌した。造粒体を分離してアセトンで洗浄し減圧化にて乾燥した後、ＥＤＳで測定したところ、造粒体からストロンチウムが完全に溶出していることが分かった。また、造粒体のＸＲＤ測定から、ストロンチウムイオンを溶出した後も層状構造を維持していることが分かった。
<< Elution process >>
Elution of strontium ions from sodium titanate nanowire granules adsorbing strontium ions The sodium titanate nanowire granules adsorbing strontium ions were immersed in dilute hydrochloric acid at room temperature and stirred for 1 hour. After the granules were separated, washed with acetone, dried under reduced pressure, and measured by EDS, it was found that strontium was completely eluted from the granules. Further, it was found from the XRD measurement of the granulated product that the layered structure was maintained even after the strontium ion was eluted.
［実施例２］
金属酸化物の造粒化工程において、炭酸水素ナトリウムの代わりに炭酸ナトリウムを添加した以外は、実施例１と同様の方法により実施例２のチタン酸バリウムナノワイヤーの造粒体を得た。
[Example 2]
In the step of granulating the metal oxide, a barium titanate nanowire granule of Example 2 was obtained by the same method as in Example 1 except that sodium carbonate was added instead of sodium hydrogen carbonate.
実施例２のチタン酸バリウムナノワイヤーの造粒体について、比表面積をＱｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製「Ｑｕａｄｒａｓｏｒｂ」を用い、ＢＥＴ法により測定した。その結果、実施例２のチタン酸バリウムナノワイヤーの造粒体の比表面積は、比表面積は５５．８３ｍ２／ｇであった。 The specific surface area of the barium titanate nanowire granules of Example 2 was measured by the BET method using "Quadrasorb" manufactured by Quantachrome. As a result, the specific surface area of the barium titanate nanowire granules of Example 2 was 55.83 m 2 /g.
［実施例３］
金属酸化物の造粒化工程において、炭酸水素ナトリウムを添加しない以外は、実施例１と同様の方法により実施例３のチタン酸バリウムナノワイヤーの造粒体を得た。
[Example 3]
In the step of granulating the metal oxide, the barium titanate nanowire granules of Example 3 were obtained by the same method as in Example 1 except that sodium hydrogen carbonate was not added.
実施例３のチタン酸バリウムナノワイヤーの造粒体について、比表面積をＱｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製「Ｑｕａｄｒａｓｏｒｂ」を用い、ＢＥＴ法により測定した。その結果、実施例３のチタン酸バリウムナノワイヤーの造粒体の比表面積は、比表面積は４８．４８ｍ２／ｇであった。 The specific surface area of the barium titanate nanowire granules of Example 3 was measured by the BET method using "Quadrasorb" manufactured by Quantachrome. As a result, the specific surface area of the barium titanate nanowire granules of Example 3 was 48.48 m 2 /g.
上記結果に示したとおり、本発明のナノ構造を持つ吸着剤の製造方法によれば、高いイオン選択性を発揮できるナノ構造を持つ吸着剤を製造することができた。さらに、造粒化工程において、炭酸供給源を添加した実施例１及び２は、比表面積を大きく向上させることができた。
As shown in the above results, according to the method for producing an adsorbent having a nanostructure of the present invention, an adsorbent having a nanostructure capable of exhibiting high ion selectivity could be produced. Further, in the granulation step, in Examples 1 and 2 in which the carbonic acid supply source was added, the specific surface area could be greatly improved.
Claims (7)
少なくとも１種の金属元素（Ｍ）と、少なくとも１種の両性金属（Ａ）と、を含む合金原料をアルカリ処理し、アルカリ金属イオンを含有する金属酸化物の粉体を製造する工程と、
得られた粉体を、金属塩（Ｓ）の水溶液中で攪拌し、前記アルカリ金属イオンを前記金属塩（Ｓ）の金属イオンとイオン交換を行う工程と、を備えるナノ構造を持つ吸着剤の製造方法。 A method for producing an adsorbent having a nanostructure, comprising:
A step of subjecting an alloy raw material containing at least one metal element (M) and at least one amphoteric metal (A) to an alkali treatment to produce a metal oxide powder containing an alkali metal ion;
A step of stirring the obtained powder in an aqueous solution of a metal salt (S) to ion-exchange the alkali metal ions with the metal ions of the metal salt (S). Production method.
前記造粒体を製造する工程において炭酸供給源を添加する、請求項１に記載のナノ構造を持つ吸着剤の製造方法。 Furthermore, the step of granulating the obtained metal oxide powder to produce a granulated body,
The method for producing an adsorbent having a nanostructure according to claim 1, wherein a carbonic acid supply source is added in the step of producing the granulated body.
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| CN112973618A (en) * | 2021-03-05 | 2021-06-18 | 江西理工大学 | Layered metal sulfide adsorbent, preparation method thereof and method for selectively enriching lead ions from heavy metal wastewater |
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