JP2024067001A - ゼオライト成形体 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来のゼオライトを使用した透析排液の処理と比べ、アルミニウムの溶出が抑制され、透析排液からのカリウム除去が可能なゼオライトを含む成形体、及び、該成形体を使用するカリウム吸着方法の少なくともいずれか、を提供することを目的とする。【解決手段】酸素８員環構造を有するゼオライト、並びに、シリカバインダー及びジルコニアバインダーの少なくともいずれかを含み、なおかつ、細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔容積に対する、細孔径１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の累積細孔容積の割合が２５体積％以上７０体積％以下であり、なおかつ以下（１）又は（２）を満たす、成形体を提供する。（１）平均アスペクト比が１．５５以下であり、なおかつ粒子径Ｄ５０が２００μｍ以上６００μｍ以下である（２）平均アスペクト比が１．５５超である【選択図】 なし

Description

本開示は、ゼオライト成形体に関する。
人工透析は透析液を使用して血液から老廃物を人工的に除去する処理であり、血液と透析液を半透膜を介して接触することで血液中の老廃物、主としてカリウム、が取り除かれる。人工透析は、１回あたりに使用される透析液の量も多く、かつ、その頻度も高い。そのため、透析液は人工透析後、排液（透析排液）として大量に排出及び処理される。近年、ＱＯＬ向上の観点から、透析患者が各家庭で人工透析を行う在宅透析が着目されているが、透析排液の取扱がその普及の妨げとなっている。
ところで、イオン交換樹脂等と比べて、ゼオライトは入手が容易なカリウム吸着材としても知られている。そのため、透析排液の処理及び再生を目的とし、ゼオライトを使用した透析排液の処理が検討されている。
例えば、特許文献１では、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３が異なるＦＡＵ型ゼオライトを用いて透析排液を処理することより、透析排液からカリウムを除去し、これを再生することが報告されている。
米国特許出願公開第２０１５／０２９７８１５号明細書
しかしながら、特許文献１のゼオライトを使用した透析排液の処理においては、カリウム除去と並行してアルミニウムが溶出し、透析排液に混入するという課題があった。
本開示は、従来の、ゼオライトを使用した透析排液の処理と比べ、アルミニウムの溶出が抑制され、透析排液からのカリウム除去が可能なゼオライトを含む成形体、及び、該成形体を使用するカリウム吸着方法の少なくともいずれか、を提供することを目的とする。
本発明者らは、透析排液からのカリウム除去に使用されるゼオライトに関し、ゼオライトの構造、及び、透析排液の処理に供する際の形態に着目した。その結果、特定の構造を有するゼオライトを含み、細孔の状態が制御された成形体が、アルミニウムの溶出が生じにくく、かつ、優れたカリウム吸着特性を示すことを見出した。
すなわち、本発明は特許請求の範囲の記載の通りであり、また、本開示の要旨は以下の通りである。
［１］ 酸素８員環構造を有するゼオライト、並びに、シリカバインダー及びジルコニアバインダーの少なくともいずれかを含み、なおかつ、細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔容積に対する、細孔径１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の累積細孔容積の割合が２５体積％以上７０体積％以下であり、なおかつ以下（１）又は（２）を満たす、成形体。
（１）平均アスペクト比が１．５５以下であり、なおかつ
粒子径Ｄ５０が２００μｍ以上６００μｍ以下である
（２）平均アスペクト比が１．５５超である
［２］ 酸素８員環構造を有するゼオライト、並びに、シリカバインダー及びジルコニアバインダーの少なくともいずれかを含み、なおかつ、細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔容積に対する、細孔径１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の累積細孔容積の割合が２５体積％以上７０体積％以下であり、なおかつ平均アスペクト比が１．５５超である、前記［１］に記載の成形体。
［３］ 酸素８員環構造を有するゼオライト、並びに、シリカバインダー及びジルコニアバインダーの少なくともいずれかを含み、なおかつ、細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔容積に対する、細孔径１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の累積細孔容積の割合が２５体積％以上７０体積％以下であり、平均アスペクト比が１．５５以下であり、なおかつ粒子径Ｄ５０が２００μｍ以上６００μｍ以下である、前記［１］に記載の成形体。
［４］ 細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔面積が１０．０ｍ２／ｇ以上３５．０ｍ２／ｇ以下である、前記［１］乃至［３］のいずれか一項に記載の成形体。
［５］ 細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔容積が０．３５ｍＬ／ｇ以上０．７０ｍＬ／ｇ以下である、前記［１］乃至［４］のいずれか一項に記載の成形体。
［６］ 細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔容積に対する累積細孔容積が５０体積％となる細孔径が、７５ｎｍ以上１６０ｎｍ以下である、前記［１］乃至［５］のいずれか一項に記載の成形体。
［７］ 細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔容積に対する、細孔径５ｎｍ以上１０ｎｍ以下の累積細孔容積の割合が、０．１体積％以上５．０体積％以下である前記［１］乃至［６］のいずれか一項に記載の成形体。
［８］ 前記ゼオライトが、ＦＥＲ構造、ＨＥＵ構造、ＹＦＩ構造、ＭＡＺ構造、ＣＨＡ構造、ＭＥＲ構造及びＭＯＲ構造の群から選ばれる１以上の骨格構造を有するゼオライトである、前記［１］乃至［７］のいずれか一項に記載の成形体。
［９］ 前記ゼオライトのアルミナに対するシリカのモル比（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比）が３以上１００以下である、前記［１］乃至［８］のいずれか一項に記載の成形体。
［１０］ 前記［１］乃至［９］のいずれか一項に記載の成形体と、カリウムイオンを含有する溶液を接触させる工程を有するカリウム吸着方法。
［１１］ 前記［１］乃至［９］のいずれか一項に記載の成形体を含むカラム。
［１２］ 前記［１１］に記載のカラムを備えたカリウム吸着システム。
本開示により、従来のゼオライトを使用した透析排液の処理と比べ、アルミニウムの溶出が抑制され、透析排液からのカリウム除去が可能なゼオライトを含む成形体、及び、該成形体を使用するカリウム吸着方法の少なくともいずれかを提供することができる。
以下、本開示について、その実施形態の一例を示して説明する。なお、本実施形態における用語は以下の通りである。また、本明細書で開示した各構成及びパラメータは任意の組合せとすることができ、また、本明細書で開示した値の上限及び下限は任意の組合せによる範囲も本開示に含まれる。以下、本開示における主な用語を示す。
「アルミノシリケート」は、アルミニウム（Ａｌ）とケイ素（Ｓｉ）とが酸素（Ｏ）を介したネットワークの繰返しからなる構造を有する複合酸化物である。アルミニウムとケイ素で電荷の数が異なるため、電荷を補償するために例えば、Ｈ＋やＮａ＋といったカウンターカチオンが存在する。アルミノシリケートのうち、その粉末Ｘ線回折（以下、「ＸＲＤ」ともいう。）パターンにおいて、結晶性のＸＲＤピークを有するものが「結晶性アルミノシリケート」、及び、結晶性のＸＲＤピークを有さないものが「非晶質アルミノシリケート」である。
「ゼオライト」とは、骨格原子（以下、「Ｔ原子」ともいう。）が酸素（Ｏ）を介した規則的構造を有する化合物であり、Ｔ原子が金属原子及び又は半金属原子の少なくともいずれかからなる化合物である。金属原子としては、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）及びスズ（Ｓｎ）からなる群から選ばれる１以上が例示でき、アルミニウム及び鉄の少なくともいずれかであることが好ましく、アルミニウムであることがより好ましい。半金属原子としては、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びテルル（Ｔｅ）からなる群から選ばれる少なくとも１種が例示でき、ケイ素であることが好ましい。
「ゼオライト類似物質」とは、Ｔ原子が酸素を介した規則的構造を有する化合物であり、Ｔ原子に少なくとも金属及び半金属以外の原子（以下、「非金属原子」ともいう。）を含む化合物である。非金属原子としてリン（Ｐ）が例示できる。ゼオライト類似物質として、アルミノフォスフェート（ＡｌＰＯ）やシリコアルミノフォスフェート（ＳＡＰＯ）など、Ｔ原子としてリン（Ｐ）を含む複合リン化合物が例示できる。
ゼオライトやゼオライト類似物質における「規則的構造（以下、「ゼオライト構造」ともいう。）」とは、国際ゼオライト学会（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｚｅｏｌｉｔｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）のＳｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎが定めている構造コード（以下、単に「構造コード」ともいう。）で特定される骨格構造である。例えば、ＦＥＲ構造は構造コード「ＦＥＲ」として、特定される骨格構造である。ＦＥＲ構造は、ＩＺＡの構造委員会のホームページｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｚａ－ｓｔｒｕｔｕｒｅ．ｏｒｇ／ｄａｔａｂａｓｅｓ／のＺｅｏｌｉｔｅ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ＴｙｐｅｓのＦＥＲに記載のＸＲＤパターン（以下、「参照パターン」ともいう。）との対比によって、ゼオライト構造は同定できる。ゼオライト構造に関し、骨格構造、結晶構造又は結晶相はそれぞれ同義で使用される。
本実施形態において、「ＦＥＲ型ゼオライト」など、「～型ゼオライト」は、当該構造コードのゼオライト構造を有するゼオライトを意味し、好ましくは当該構造コードのゼオライト構造を有する結晶性アルミノシリケートを意味する。
「酸素８員環構造」とは、８個のＴ原子からなる環状構造のことであり、小細孔ともいう。
「ゼオライト成形体」とは、粉末状のゼオライトが一定の形状を保持する組成物であり、ゼオライトのみからなる組成物だけではなく、ゼオライトに加え、バインダー及び成形助剤の少なくともいずれか、などを含んでいてもよい。なお、本開示において、「成形体」と「ゼオライト成形体」は互換的に使用される。
以下、本実施形態の成形体について説明する。
本実施形態は、酸素８員環構造を有するゼオライト、並びに、シリカバインダー及びジルコニアバインダーの少なくともいずれかを含み、なおかつ、１０－１００ｎｍ細孔容積割合が２５体積％以上７０体積％以下であり、なおかつ以下（１）又は（２）を満たす、成形体である。
（１）平均アスペクト比が１．５５以下であり、なおかつ
粒子径Ｄ５０が２００μｍ以上６００μｍ以下である
（２）平均アスペクト比が１．５５超である
本実施形態の成形体は、ゼオライトを主成分とする成形体、いわゆるゼオライト成形体であり、特に、酸素８員環構造を有するゼオライト（以下、「８員環ゼオライト」ともいう。）、並びに、シリカバインダー及びジルコニアバインダーの少なくともいずれか（以下、「無機バインダー」ともいう。）を含む。
本実施形態の成形体に含まれるゼオライトは酸素８員環構造を有する。酸素８員環構造を有することで、透析排液の処理においてカリウムが本実施形態の成形体内部の細孔内に入りやすくなることに加え、ゼオライトに吸着されたカリウムが当該ゼオライトから脱離しにくくなる。８員環ゼオライトは、ＡＢＷ構造、ＡＣＯ構造、ＡＥＩ構造、ＡＥＮ構造、ＡＦＮ構造、ＡＦＴ構造、ＡＦＸ構造、ＡＮＡ構造、ＡＰＣ構造、ＡＰＤ構造、ＡＴＮ構造、ＡＴＴ構造、ＡＴＶ構造、ＡＷＯ構造、ＡＷＷ構造、ＢＣＴ構造、ＢＩＫ構造、ＢＲＥ構造、ＣＡＳ構造、ＣＤＯ構造、ＣＨＡ構造、ＤＤＲ構造、ＤＦＴ構造、ＥＡＢ構造、ＥＤＩ構造、ＥＰＩ構造、ＥＲＩ構造、ＥＳＶ構造、ＦＥＲ構造、ＧＩＳ構造、ＧＭＥ構造、ＧＯＯ構造、ＨＥＵ構造、ＩＨＷ構造、ＩＴＥ構造、ＩＴＷ構造、ＪＢＷ構造、ＫＦＩ構造、ＬＥＶ構造、ＬＴＡ構造、ＬＴＬ構造、ＭＡＺ構造、ＭＥＲ構造、ＭＯＮ構造、ＭＯＲ構造、ＭＴＦ構造、ＮＳＩ構造、ＯＦＦ構造、ＯＷＥ構造、ＰＡＵ構造、ＰＨＩ構造、ＲＨＯ構造、ＲＴＥ構造、ＲＴＨ構造、ＲＷＲ構造、ＳＡＳ構造、ＳＡＴ構造、ＳＡＶ構造、ＳＩＶ構造、ＳＺＲ構造、ＴＨＯ構造、ＴＳＣ構造、ＵＥＩ構造、ＵＦＩ構造、ＶＮＩ構造、ＹＦＩ構造、ＹＵＧ構造及びＺＯＮ構造の群から選ばれる１以上の骨格構造を有するゼオライトが挙げられる。酸素８員環構造に含まれる酸素原子の配置によってカリウムへの選択性が向上するため、８員環ゼオライトは、好ましくはＦＥＲ構造、ＨＥＵ構造、ＹＦＩ構造、ＭＡＺ構造、ＣＨＡ構造及びＭＯＲ構造の群から選ばれる１以上の骨格構造を有するゼオライト、より好ましくはＦＥＲ構造、ＨＥＵ構造、ＹＦＩ構造、ＭＡＺ構造、ＣＨＡ構造及びＭＯＲ構造の群から選ばれる１以上の骨格構造を有するゼオライト、さらに好ましくはＦＥＲ構造、ＨＥＵ構造、ＹＦＩ構造及びＭＯＲ構造の群から選ばれる１以上の骨格構造を有するゼオライト、更に好ましくはＦＥＲ構造、ＨＥＵ構造、ＹＦＩ構造又はＭＯＲ構造を有するゼオライトである。特に好ましい８員環ゼオライトとして、ＦＥＲ構造、ＭＥＲ構造又はＭＯＲ構造を有するゼオライト、更には、ＦＥＲ構造を有するゼオライト（ＦＥＲ型ゼオライト）、が挙げられる。
８員環ゼオライトのアルミナに対するシリカのモル比（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比）は３以上、７以上、１０以上、１３以上又は１５以上であり、また、１００以下、８０以下、５０以下又は３５以下であることが好ましい。このようなＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比であることで、透析排液からのカリウム吸着性能がより高くなりやすい。ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比の上限および下限は上記の任意の組み合わせであればよく、例えば、３以上１００以下、７以上８０以下、又は、１５以上３５以下であればよい。
８員環ゼオライトのカチオンタイプは、透析排液からのカリウム吸着性能が向上しやすい点で、カチオンタイプ：Ｎａ（ナトリウム）及びカチオンタイプ：Ｈ（プロトン）の少なくともいずれかが好ましく、カチオンタイプ：Ｎａがより好ましい。
８員環ゼオライトの一次粒子径は０．１μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。
８員環ゼオライトの粒子径Ｄ５０は１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。
本実施形態の成形体は無機バインダーを含み、好ましくはシリカバインダーを含む。無機バインダーとしてシリカバインダーを含むことで、透析排液など、溶液に接触した場合のアルミニウム溶出が少なくなりやすい。さらに、８員環ゼオライトと、シリカバインダーに含まれるシリカとが凝着することで、成形体の強度が向上しやすい。一方、本実施形態の成形体は、無機バインダーとしてジルコニアバインダーを含んでいてもよい。ゼオライトと、ジルコニアバインダーに含まれるジルコニアとが凝着することで、成形体の強度が向上しやすい。
シリカバインダーは主としてケイ素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）を含む化合物であり、好ましくはシリカ（ＳｉＯ２）を含む化合物であり、より好ましくはシリカである。
ジルコニアバインダーは主としてジルコニウム（Ｚｒ）と酸素（Ｏ）を含む化合物であり、好ましくはジルコニア（ＺｒＯ２）を含む化合物であり、より好ましくはジルコニアである。
本実施形態の成形体に含まれる無機バインダーは、シリカバインダー又はジルコニアバインダーのいずれか単独でもよく、その両方を含んでいてもよい。
無機バインダーの一次粒子径は、１０ｎｍ（０．０１０μｍ）以上１５０ｎｍ（０．１５０μｍ）以下であることが好ましい。ゼオライトとの凝着を促進する点で、無機バインダーの一次粒子径は、１０ｎｍ（０．０１０μｍ）以上２０ｎｍ（０．０２０μｍ）以下がより好ましい。一方、透析排液への溶出を防ぐ点で、無機バインダーの一次粒子径は、７０ｎｍ（０．０７０μｍ）以上１２０ｎｍ（０．１２０μｍ）以下がより好ましい。
シリカバインダーの粒子径Ｄ５０は１５μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましい。また、ジルコニアバインダーの粒子径Ｄ５０は０．０５μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましい。
８員環ゼオライトの粒子径及び無機バインダーの粒子径Ｄ５０は、いずれも一般的な粒子径分布測定装置（例えば、装置名：ＭＴ－３１００ＩＩ、マイクロトラック・ベル社製）を使用して、レーザー回折・散乱法により得られる体積粒度分布のＤ５０（メジアン径）の相当する粒子径である。
本実施形態の成形体は、成形体の強度を保ちながら、カリウム吸着特性が向上しやすくなる。そのため、８員環ゼオライト１００質量部（無水換算質量）に対する、無機バインダーの質量が１０質量部以上、１５質量部以上、又は２０質量部以上であり、また、４０質量部以下、３０質量部以下又は２５質量部以下であることが好ましい。例えば、８員環ゼオライト１００質量部（無水換算質量）に対する、無機バインダーは、１０質量部以上４０質量部以下、１５質量部以上３０質量部以下、又は、２０質量部以上２５質量部以下であれば、アルミニウム溶出量がより少なくなりやすい。
８員環ゼオライト及び無機バインダーの無水換算質量は、それぞれ、大気雰囲気下、６００℃で１時間熱処理した後の質量である。また、成形助剤の無水換算質量は、大気雰囲気下、８０℃で１時間熱処理をした後の質量である。
本実施形態の成形体は、酸素８員環構造を有するゼオライト、並びに、シリカバインダー及びジルコニアバインダーの少なくともいずれかを含み、なおかつ、細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔容積に対する、細孔径１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の累積細孔容積の割合が２５体積％以上７０体積％以下であり、なおかつ平均アスペクト比が１．５５超であることが好ましい。この様な平均アスペクト比を満たすことで、粒子径Ｄ５０によらず、高いカリウム吸着性能を示す成形体となる。
成形体の外表面積が大きくなることで透析液との接触面積が増えるという点で、平均アスペクト比は１．５５超が好ましく、１．５５超２．７０以下がより好ましく、１．６０以上２．６０以下が更に好ましく、１．８０以上２．５５以下がより更に好ましい。
本実施形態において、成形体の「アスペクト比」とは、成形体の短径に対する長径の比で表される値であり、「平均アスペクト比」とは、アスペクト比の平均値である。成形体の長径および短径は、走査型電子顕微鏡（以下、「ＳＥＭ」ともいう。）観察で、独立して観察される成形体を同一平面上に投影した時に得られる成形体像に外接する長方形の辺のうち、長い方の辺を長径［μｍ］、短い方の辺を短径［μｍ］とすればよい。そのため、「アスペクト比」は１．００以上となる。ＳＥＭ観察は、一般的な走査型電子顕微鏡（例えば、装置名：ＪＳＭ－ＩＴ２００、日本電子株式会社製）を使用して、以下の条件で行えばよい。
加速電圧 ：６ｋＶ
倍率 ：３０±１０倍
本実施形態の成形体の平均アスペクト比は、上記の方法で観察される５０±５個の成形体のアスペクト比を相加平均で算出すればよい。
本実施形態の成形体は、平均短径が１５０μｍ以上７００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以上６５０μｍ以下であることがより好ましく、４００μｍ以上６５０μｍ以下が更に好ましい。成形体の「平均短径」とは、成形体の短径の平均値であり、ＳＥＭ観察により、上記と同様の方法で観察される５０±５個の成形体の短径を相加平均で算出すればよい。
本実施形態の成形体は、酸素８員環構造を有するゼオライト、並びに、シリカバインダー及びジルコニアバインダーの少なくともいずれかを含み、なおかつ、細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔容積に対する、細孔径１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の累積細孔容積の割合が２５体積％以上７０体積％以下であり、平均アスペクト比が１．５５以下であり、なおかつ粒子径Ｄ５０が２００μｍ以上６００μｍ以下、であってもよい。
平均アスペクト比が１．５５以下の場合、カリウム吸着性能に対する粒子径Ｄ５０の値の寄与が大きくなる。この様な平均アスペクト比及び粒子径Ｄ５０を兼備することで、カリウム吸着性能が高くなりやすい。成形体の充填密度を向上させやすいという点で、平均アスペクト比は１．００超１．５５以下が好ましく、１．３０以上１．５０以下がより好ましい。
本実施形態の成形体の平均アスペクト比が１．５５以下である場合、その粒子径Ｄ５０は、２００μｍ以上６００μｍ以下である。成形体の粒子径Ｄ５０が２００μｍ未満になると透析排液等の通液速度が遅くなる。一方、粒子径Ｄ５０が６００μｍを超えると成形体自体が大きくなり過ぎる。その結果、透析排液が成形体内部に浸透しにくくなり、透析排液からのカリウム除去効率が低くなりすぎる。本実施形態の成形体の粒子径Ｄ５０は、２５０μｍ以上、３００μｍ以上又は３５０μｍ以上であり、また、５５０μｍ以下、５００μｍ以下、又は４５０μｍ以下であることが好ましい。粒子径Ｄ５０の上限および下限は上記の任意の組み合わせであればよく、例えば、２５０μｍ以上５５０μｍ以下、３００μｍ以上５００μｍ以下、又は、３５０μｍ以上４５０μｍ以下であれば、カリウム吸着特性が低下することなく、アルミニウム溶出量が抑制されやすくなる。
成形体の粒子径Ｄ５０は、一般的な粒子径分布測定装置（例えば、装置名：ＭＴ－３１００ＩＩ、マイクロトラック・ベル社製）を使用して、レーザー回折・散乱法により得られる体積粒度分布のＤ５０（メジアン径）の相当する粒子径である。具体的な測定条件として以下の測定条件が挙げられる。
前処理 ：大気雰囲気下、１１０℃、１時間乾燥
測定範囲 ：０．７以上１０００μｍ以下
透過性 ：透過
形状 ：非球形
屈折率 ：１．６６
雰囲気 ：空気（乾式）
溶媒屈折率 ：１
本実施形態の成形体の、細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔容積（以下、「全細孔容積」ともいう。）に対する、細孔径１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の累積細孔容積の割合（以下、「１０－１００ｎｍ細孔容積割合」ともいう。）は、２５体積％以上７０体積％以下である。成形体の１０－１００ｎｍ細孔容積割合が２５体積％未満の場合、カリウムの吸着容量が低下しやすくなる、また、７０体積％を超えると他のイオンを吸着しやすくなり、カリウムの選択性が低下しやすい。本実施形態の成形体の１０－１００ｎｍ細孔容積割合は、３０体積％以上、３３体積％以上、４３体積％以上又は５３体積％以上であり、また、６９体積％以下、６７体積％以下又は６５体積％以下であることが好ましい。１０－１００ｎｍ細孔容積割合の上限および下限は上記の任意の組み合わせであればよく、例えば、２５体積％以上７０体積％以下、３０体積％以上７０体積％以下、３３体積％以上６９体積％以下、４３体積％以上６７体積％以下、５３体積％以上６５体積％以下であればよい。
本実施形態の成形体の、細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔面積（以下、「全細孔面積」ともいう。）は、１０．０ｍ２／ｇ以上、２０．０ｍ２／ｇ以上又は２５．０ｍ２／ｇ以上であり、また、３５．０ｍ２／ｇ以下又は３２．０ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。全細孔面積の上限および下限は上記の任意の組み合わせであればよく、例えば、１０．０ｍ２／ｇ以上３５．０ｍ２／ｇ以下、２０．０ｍ２／ｇ以上３５．０ｍ２／ｇ以下、または２５．０ｍ２／ｇ以上３２．０ｍ２／ｇ以下であればよい。
本実施形態の成形体の全細孔容積は、０．３５ｍＬ／ｇ以上、０．３６ｍＬ／ｇ以上、又は０．３８ｍＬ／ｇ以上であり、また、０．７０ｍＬ／ｇ以下、０．６０ｍＬ／ｇ以下、０．５０ｍＬ／ｇ以下、０．４８ｍＬ／ｇ以下又は０．４５ｍＬ／ｇ以下であることが好ましい。全細孔容積の上限および下限は上記の任意の組み合わせであればよく、例えば、０．３５ｍＬ／ｇ以上０．７０ｍＬ／ｇ以下、０．３５ｍＬ／ｇ以上０．６０ｍＬ／ｇ以下、０．３５ｍＬ／ｇ以上０．５０ｍＬ／ｇ以下、０．３６ｍＬ／ｇ以上０．６０ｍＬ／ｇ以下、０．３６ｍＬ／ｇ以上０．５０ｍＬ／ｇ以下、０．３６ｍＬ／ｇ以上０．４８ｍＬ／ｇ以下、または０．３８ｍＬ／ｇ以上０．４５ｍＬ／ｇ以下であればよい。
全細孔面積及び全細孔容積の組合せ、並びに、それぞれの上限および下限は上記の任意の組み合わせであればよく、全細孔面積は、例えば、１０．０ｍ２／ｇ以上３５．０ｍ２／ｇ以下、２０．０ｍ２／ｇ以上３２．０ｍ２／ｇ以下、又は、２５．０ｍ２／ｇ以上３２．０ｍ２／ｇ以下であることが挙げられる。また、全細孔容積の上限および下限は上記の任意の組み合わせであればよく、例えば、０．３５ｍＬ／ｇ以上０．５０ｍＬ／ｇ以下、０．３６ｍＬ／ｇ以上０．４８ｍＬ／ｇ以下、又は、０．３８ｍＬ／ｇ以上０．４５ｍＬ／ｇ以下が挙げられる。
上述の全細孔面積又は全細孔容積であることで、透析排液が成形体に浸透しやすくなり、その結果、カリウム吸着性能が向上しやすくなる。
本実施形態の成形体は、全細孔容積に対する累積細孔容積が５０％となる細孔径（以下、「細孔径Ｄ５０」ともいう。）が、７５ｎｍ以上１６０ｎｍ以下であることが好ましい。細孔径Ｄ５０は、７６ｎｍ以上、８０ｎｍ以上又は１００ｎｍ以上であり、また、１５５ｎｍ以下、１２０ｎｍ以下、１１８ｎｍ以下、１１６ｎｍ以下、又は１１４ｎｍ以下であることがより好ましい。細孔径Ｄ５０の上限および下限は上記の任意の組み合わせであればよく、細孔径Ｄ５０は、例えば７６ｎｍ以上１６０ｎｍ以下、８０ｎｍ以上１６０ｎｍ以下、１００ｎｍ以上１５５ｎｍ以下、７５ｎｍ以上１５５ｎｍ以下、７５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、７６ｎｍ以上１１８ｎｍ以下、８０ｎｍ以上１１６ｎｍ以下、又は、１００ｎｍ以上１１４ｎｍ以下が挙げられる。
細孔径Ｄ５０が上記の範囲であることで、カリウム吸着性能がより高くなりやすい。
本実施形態の成形体の、全細孔容積に対する、細孔径５ｎｍ以上１０ｎｍ以下の累積細孔容積の割合（以下、「５－１０ｎｍ細孔容積割合」ともいう。）は、０．１体積％以上５．０体積％以下であることが好ましい。５－１０ｎｍ細孔容積割合は、１．５体積％以上、２．２体積％以上又は３．１体積％以上であり、また、４．９体積％以下、４．１％体積以下、又は３．７体積％以下であることが好ましい。５－１０ｎｍ細孔容積割合が上記の割合となることでカリウムの吸着が速くなりやすい。５－１０ｎｍ細孔容積割合の上限および下限は上記の任意の組み合わせであればよく、例えば、１．５体積％以上４．９体積％以下、２．２体積％以上４．１体積％以下、又は、３．１体積％以上３．７体積％以下が挙げられる。
成形体の細孔面積、細孔容積及び細孔径は、ＪＩＳ Ｚ １６５５に準じた水銀圧入法により測定できる。具体的な測定条件として、以下の条件が挙げられる。
サンプル質量：０．１０ｇ
水銀導入圧力：６０１．６ｐｓｉａ～３６，０９８．１ｐｓｉａ（４．１ＭＰａ～２４８．９ＭＰａ）
測定細孔径 ：５ｎｍ～３００ｎｍ
使用セル ：圧入体積１．１ｃｃガラスセル
水銀表面張力：４８０ｄｙｎ
水銀接触角 ：１３０°
前処理条件 ：大気雰囲気、１１０℃で１時間以上（１時間以上３時間以下）の脱気処理
測定には一般的な水銀ポロシメーター（例えば、装置名：オートポア９５１０、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製）を使用すればよい。
本実施形態の成形体の嵩密度は、０．１ｇ／ｃｍ３以上０．６５ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ３以上であると成形体がハンドリングしやすくなる。一方、嵩密度が０．６５ｇ／ｃｍ３以下であれば透析排液の流通を過度に阻害することなく、高い充填性を示しやすい。本実施形態の成形体の嵩密度は、０．１ｇ／ｃｍ３以上、０．２ｇ／ｃｍ３以上又は０．３ｇ／ｃｍ３以上であり、また、０．６５ｇ／ｃｍ３以下、０．６０ｇ／ｃｍ３以下又は０．５８ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。嵩密度の上限および下限は上記の任意の組み合わせであればよく、例えば、０．１ｇ／ｃｍ３以上０．６５ｇ／ｃｍ３以下、０．２ｇ／ｃｍ３以上０．６０ｇ／ｃｍ３以下、又は、０．３ｇ／ｃｍ３以上０．５８ｇ／ｃｍ３以下であればよい。
本実施形態の成形体は目的に適した所期の形状とすることができる。本実施形態の成形体の形状として、円柱状、ペレット状、ビーズ状、略球状及びリング状の群から選ばれる１以上、更には、円柱状及びビーズ状の少なくともいずれか、を挙げることができ、また、用途に応じた任意の形状であればよい。
本実施形態の成形体は、透析排液からのカリウム除去に適している。例えば、本実施形態の成形体の、以下の模擬透析液を使用したカリウムの吸着評価（以下、「模擬吸着評価」ともいう。）におけるカリウム（Ｋ＋）除去率は２０％以上、３０％以上又は４０％以上、また、１００％以下、９９％以下又は９８％以下であることが好ましい、
模擬吸着評価は以下のように行えばよい。すなわち、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２及びＣａＣｌ２を含み以下の組成を含む水溶液を調製し、模擬透析液とする。
Ｋ ： １．０ｍＥｑ／Ｌ
Ｎａ：１３２．０ｍＥｑ／Ｌ
Ｍｇ： ０．５ｍＥｑ／Ｌ
Ｃａ： ３．５ｍＥｑ／Ｌ
次いで、本実施形態の成形体２．５ｍＬを内径８．４ｍｍφのガラスカラムに充填し、送液速度１００ｍＬ／ｍｉｎで模擬透析液をガラスカラムに流通する。該ガラスカラムから排出された模擬透析液を、排出開始から１００ｍＬ毎に、合計５００ｍＬ回収し、それぞれ、純水で１０倍に希釈して測定液とする。一般的なＩＣＰ－ＡＥＳ装置（例えば、ＯＰＴＩＭＡ３０００ＤＶ、ＰＥＲＫＩＮ－ＥＬＭＥＲ社製）を用いたＩＣＰ発光分光分析法により得られる測定液のカリウム、カルシウム及びマグネシウムの濃度をそれぞれ測定した後、以下の（１）式及び（２）式から、カリウム除去率を求めればよい。
カリウム除去率［％］＝（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３＋Ａ４＋Ａ５）／５×１００ （１）
（１）式において、Ａ１乃至Ａ５は各測定液のカリウム除去率［％］である。
各測定液のカリウム除去率［％］＝（Ｃ０－Ｃｎ）／Ｃ０×１００ （２）
（２）式においてＣ０は模擬透析液のカリウム濃度［１．０ｍＥｑ／Ｌ］、及び、Ｃｎは各測定溶液中のカリウム濃度［ｍＥｑ／Ｌ］である。
なお、模擬吸着評価に先立ち、本実施形態の成形体はＮａＣｌ濃度１０質量％の塩化ナトリウム水溶液１Ｌと混合した後、純水１．５Ｌで洗浄することで前処理すればよい。
模擬吸着評価において、マグネシウム除去率及びカルシウム除去率は、カリウム除去率よりも低いことが好ましく、例えば、マグネシウム（Ｍｇ２＋）除去率は１５％以下、１０％以下又は６％以下であることが挙げられる。一方、カルシウム（Ｃａ２＋）除去率はまた、１５％以下、１０％以下又は６％以下であることが挙げられる。
マグネシウム除去率及びカルシウム除去率の下限値はそれぞれ、０％以上、０．５％以上又は１．０％以上が例示できる。
ただし、カルシウム除去率又はマグネシウム除去率は、上記（１）式及び（２）式におけるカリウムをカルシウム又はマグネシウムとして求めればよい。
本実施形態の成形体は、透析排液など、溶液と接触した場合のアルミニウムの溶出が少ない。例えば、本実施形態の成形体は、以下のアルミニウム溶出評価におけるアルミニウム溶出量が、０．０１質量ｐｐｍ以上０．５０質量ｐｐｍ以下、０．０１質量ｐｐｍ以上０．２０質量ｐｐｍ以下、又は、０．０１質量ｐｐｍ以上０．１５質量ｐｐｍ以下であること挙げられる。
アルミニウム溶出評価は、純水１０ｍＬに本実施形態の成形体を１ｍＬ混合した後、これを、３７℃、６時間、１．０±０．５Ｈｚの条件で振とうする。振とう後、上澄み液をメンブレンフィルターでろ過して測定液とする。ＩＣＰ－ＡＥＳ（製品名：ＯＰＴＩＭＡ３０００ＤＶ、ＰＥＲＫＩＮ－ＥＬＭＥＲ社製）を用いたＩＣＰ発光分光分析法により測定液のアルミニウムの含有量を測定し、アルミニウム溶出量とすればよい。
なお、アルミニウム溶出評価に先立ち、測定試料はＮａＣｌ濃度１０質量％の塩化ナトリウム水溶液１Ｌと混合した後、純水１．５Ｌで洗浄することで前処理すればよい。
上述のアルミニウム溶出評価におけるアルミニウム溶出量は少ないことが好ましいが、例えば、０質量ｐｐｍ以上又は０．０１質量ｐｐｍ以上であればよい。
本実施形態の成形体は、透析排液からのカリウム除去に適しているが、カリウムイオンを含有する溶液を接触させる工程を有するカリウム吸着方法、に使用してもよい。
さらに、本実施形態の成形体は、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンを少なくとも２種含む溶液からのカリウムの選択除去用の吸着剤として使用してもよい。本実施形態の成形体は、カリウム吸着剤、更にはナトリウム及びマグネシウムの少なくともいずれか、並びに、カリウムを含有する溶液からのカリウム吸着剤、更には生体液、血液製剤、血液及び透析液の少なくともいずれかからのカリウム除去用の吸着剤として使用することができる。
本実施形態の成形体は、これをカラムに充填し、本実施形態の成形体を含むカラムとしてカリウム吸着方法に使用することもでき、さらに、該カラムを備えたカリウム吸着システムとして使用することができる。
次に、本実施形態の成形体の製造方法について説明する。
本実施形態の成形体の製造方法は、８員環ゼオライト及び無機バインダー源を含み、上記の構成を有する成形体であれば、その製造方法は任意である。
好ましい製造方法として、例えば、８員環ゼオライト及び無機バインダー源を混合して混合物を得る混合工程、並びに、該混合物を成形し成形体を得る成形工程、を有する製造方法、が挙げられる。
混合工程では、８員環ゼオライトと無機バインダー源とが均一になるように任意の方法で混合すればよい。混合方法として、リボンブレンダー、ニーダー、ナウターミキサー及びミックスマラーの群から選ばれる１以上による混合が例示できる。
混合工程に供する８員環ゼオライト及び無機バインダー源、それぞれの一次粒子径及び粒子径Ｄ５０は、本実施形態の成形体に含まれる８員環ゼオライト及び無機バインダーの一次粒子径及び粒子径Ｄ５０は、上述の成形体が得られるものであれば特に限定されない。
混合工程では、８員環ゼオライトと無機バインダーとを、８員環ゼオライト１００重量部（無水換算質量）に対する、無機バインダーの質量が１０質量部以上、１５質量部以上又は２０質量部以上であり、また、４０質量部以下、３０質量部以下又は２５質量部以下となるように混合することが好ましい。
無機バインダー源としては、焼成によりケイ素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）を含む化合物、好ましくはシリカ（ＳｉＯ２）を含む化合物、より好ましくはシリカとなる化合物、又は、ジルコニウム（Ｚｒ）と酸素（Ｏ）を含む化合物、好ましくはジルコニア（ＺｒＯ２）を含む化合物、より好ましくはジルコニアとなり、無機バインダーとして機能する化合物であればよく、シリカゾル、コロイダルシリカ、湿式法シリカ、乾式法シリカ、乾式ジルコニア、湿式ジルコニア、ジルコニアゾル、水酸化ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウムアンモニウム、オキシ硝酸ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウム、オキシ硫酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム及びオキシ酢酸ジルコニウムの群から選ばれる１以上が好ましく、コロイダルシリカ、酢酸ジルコニウム、オキシ酢酸ジルコニウム、湿式ジルコニア、ジルコニアゾル及び水酸化ジルコニウムの群から選ばれる１以上がより好ましく、コロイダルシリカ及びジルコニアゾルの少なくともいずれかが更に好ましい。具体的なコロイダルシリカとして、ナトリウムイオン安定化コロイダルシリカ及びアンモニウムイオン安定化コロイダルシリカの少なくともいずれかが例示できる。また、無機バインダー源の性状は、上記の化合物を含む固体、スラリー、コロイド溶液又は水溶液が例示できる。
混合工程において、必要に応じて成形助剤を混合してもよい。成形助剤は成形性を改善する物質であり、成形助剤を使用することにより、成形体の細孔構造を制御しやすくなる。成形助剤は、セルロース、アルコール、リグニン、スターチ及びグァーガムの群から選ばれる１以上、などが例示できる。取り扱いが容易であるため、成形助剤はセルロース及びアルコールの少なくともいずれかが好ましい。セルロースは、結晶性セルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース及びカルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ）の群から選ばれる１以上が例示できる。アルコールは、ポリビニルアルコール及びエチレングリコールの少なくともいずれかが例示できる。
成形助剤の量は、ゼオライト１００質量部（無水換算質量）に対して、１質量部以上又は２質量部以上、また５質量部以下、４質量部以下が好ましい。
成形工程では、前記混合工程によって得られた混合物を、任意の形状に成形する。成形方法は所望の形状にできる成形方法であれば任意である。円柱状成形体であれば、押出し法による成形、ビーズ状成形体であれば転動造粒法及び撹拌造粒法の少なくともいずれかによる成形、が例示できる。
平均アスペクト比が１．５５超である成形体を製造する場合、成形体の短径及び長径をそれぞれ制御しやすい点で、成型工程は円柱状に成形し得る成型方法が好ましく、押出し法による成形がより好ましい。押出し法による成形の具体的な方法については、一般的な押出機（例えば、製品名：ＭＧ－５５－１、ダルトン社製）を使用して、上記混合工程により得られる混合物を直径０．１ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下の円柱状に成形する方法、が挙げられる。混合物を押し出す直径を小さくするに従い、平均アスペクト比が大きくなる傾向がある。
平均アスペクト比が１．５５以下である成形体を製造する場合、平均アスペクト比を小さくしやすい点で、成型工程は略球状又は球状に成形し得る成形方法が好ましく、転動造粒法及び撹拌造粒法の少なくともいずれかによる成形がより好ましい。撹拌造粒法として、一般的な撹拌造粒装置（例えば、製品名：ＦＭミキサ（ＦＭ５）、日本コークス工業社製）を使用して上記混合工程により得られる混合物をビーズ状成形体とする方法が挙げられる。
本実施形態の成形体の製造方法は、必要に応じ成形体を熱処理する焼成工程を含んでいてもよい。焼成工程により、成形体の強度を高くすることができる。焼成条件は上記無機バインダー源の少なくとも一部が溶融し、８員環ゼオライトと融着するような条件であれば任意であるが、５００℃以上９００℃以下、２時間以上４時間以下で焼成することが挙げられる。焼成雰囲気は酸化雰囲気であればよく、例えば大気雰囲気が挙げられる。
以下、実施例において本開示をさらに詳細に説明する。しかしながら、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。
＜模擬吸着評価＞
模擬透析液を使用し、測定試料のカリウム吸着性能を評価した。
すなわち、カリウム溶液として、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２及びＣａＣｌ２を含み以下の組成を含む水溶液を調製し、模擬透析液とした。
Ｋ ： １．０ｍＥｑ／Ｌ
Ｎａ：１３２．０ｍＥｑ／Ｌ
Ｍｇ： ０．５ｍＥｑ／Ｌ
Ｃａ： ３．５ｍＥｑ／Ｌ
測定試料２．５ｍＬを内径８．４ｍｍφのガラスカラムに充填し、送液速度１００ｍＬ／分で模擬透析液を該ガラスカラムに流通した。
該ガラスカラムから排出された模擬透析液を、排出開始から１００ｍＬ毎に、合計５００ｍＬ回収し、それぞれ、純水で１０倍に希釈して測定液とした。
ＩＣＰ－ＡＥＳ装置（製品名：ＯＰＴＩＭＡ３０００ＤＶ、ＰＥＲＫＩＮ－ＥＬＭＥＲ社製）を用いたＩＣＰ発光分光分析法により得られた測定液のカリウム、カルシウム及びマグネシウムの濃度をそれぞれ測定した後、上述の（１）式及び（２）式から、それぞれ、カリウム除去率、カルシウム除去率及びマグネシウム除去率を求めた。
なお、模擬吸着評価に先立ち、測定試料はＮａＣｌ濃度１０質量％の塩化ナトリウム水溶液１Ｌと混合した後、純水１．５Ｌで洗浄することで前処理した。
＜アルミニウム溶出評価＞
測定試料のアルミニウム溶出評価を以下の方法により測定した。
すなわち、純水１０ｍＬに測定試料を１ｍＬ混合した後、これを、３７℃、６時間、１．０±０．５Ｈｚの条件で振とうした。振とう後、上澄み液をメンブレンフィルターでろ過して測定液とした。ＩＣＰ－ＡＥＳ（製品名：ＯＰＴＩＭＡ３０００ＤＶ、ＰＥＲＫＩＮ－ＥＬＭＥＲ社製）を用いたＩＣＰ発光分光分析法により測定液のアルミニウムの含有量を測定し、アルミニウム溶出量とした。
なお、アルミニウム溶出評価に先立ち、測定試料はＮａＣｌ濃度１０質量％の塩化ナトリウム水溶液１Ｌと混合した後、純水１．５Ｌで洗浄することで前処理した。
＜細孔径、細孔容積の測定＞
測定試料の細孔容積及び細孔径は、ＪＩＳ Ｚ １６５５に準じた水銀圧入法により水銀ポロシメーター（装置名：オートポア９５１０、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製）を使用し測定した。細孔率及び細孔径の具体的な測定条件として、以下の条件で測定を行った。
サンプル重量：０．１０ｇ
水銀導入圧力：６０１．６ｐｓｉａ～３６，０９８．１ｐｓｉａ（４．１ＭＰａ～２４８．９ＭＰａ）
測定細孔径 ：５ｎｍ～３００ｎｍ
使用セル ：圧入体積１．１ｃｃガラスセル
水銀表面張力：４８０ｄｙｎ
水銀接触角 ：１３０°
前処理条件 ：大気雰囲気、１１０℃で１時間以上の脱気処理
＜粒子径分布の測定＞
測定試料の粒子径分布は、レーザー回折・散乱法により測定した。測定には一般的な粒子径分布測定装置（装置名：ＭＴ－３１００ＩＩ、マイクロトラック・ベル社製）を使用した。測定条件は以下の通りである。
前処理 ：大気雰囲気下、１１０℃、１時間乾燥
測定範囲 ：０．７以上１０００μｍ以下
透過性 ：透過
形状 ：非球形
屈折率 ：１．６６
雰囲気 ：空気（乾式）
溶媒屈折率 ：１
実施例１
ＦＥＲ型ゼオライト（製品名：ＨＳＺ（登録商標）－７２０ＫＯＡ、東ソー社製ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比：１８、粒子径Ｄ５０：８．７μｍ）１００質量部（無水換算質量：３００．０ｇ）、ナトリウムイオン安定化コロイダルシリカ（製品名：ＳＴ－３０、日産化学社製、ＳｉＯ２換算したＳｉ濃度：３０質量％、一次粒子径：１２ｎｍ）２０質量部（無水換算質量：６０．０ｇ）、及び、ナトリウム型カルボキシメチルセルロース（製品名：サンローズＦ－２０ＬＣ、日本製紙社製）４質量部（無水換算質量：１２．０ｇ）を、撹拌造粒装置（製品名：ＦＭミキサ（ＦＭ５）、日本コークス工業社製）を使用して、５分間撹拌混合した。混合物に対し純水１０５．４ｇを添加し、さらに５分間撹拌した。その後、大気雰囲気、１００℃で一晩乾燥した後に、ロータップ型ふるい振とう機（製品名：ＩＩＤＡ ＳＨＡＶＥ ＳＨＡＫＥＲ、飯田製作所社製）を使用して衝撃数１６５ｒｐｍ、回転数２９０ｒｐｍ、処理時間５分の条件で分級し、さらに目開き３００μｍの篩を通過し、目開き１８０μｍの篩に堆積した成形体を回収した。回収後の成形体を、大気雰囲気、６００℃で２時間焼成し、ＦＥＲ型ゼオライト（８員環ゼオライト）及びシリカ（シリカバインダー）を含むビーズ状成形体を得た。
該ビーズ状成形体に、１０質量％ＮａＣｌ水溶液５００．０ｇを流通させイオン交換し、カチオンタイプ：Ｎａとして、本実施例の成形体を得た。
実施例２
目開き４２５μｍの篩を通過し、目開き３００μｍの篩に堆積した成形体を回収したこと以外は、実施例１と同様の方法で本実施例の成形体を得た。
実施例３
混合機（ハイビスミックス：プライミクス社製）で６０分間混合した後、押出機（製品名：ＭＧ－５５－１、ダルトン社製）で０．５ｍｍの円柱状に成形したこと、乾燥後、整粒装置（製品名：ＦＸＢ－３、富士パウダル社製）を使用し、ハンマー回転数１５Ｈｚで粉砕したこと、及び、目開き４２５μｍの篩を通過し、目開き３００μｍの篩に堆積した成形体を回収したこと以外は実施例１と同様な方法で本実施例の成形体を得た。
実施例４
ナトリウムイオン安定化コロイダルシリカの代わりにアンモニウムイオン安定化コロイダルシリカ（製品名：ＳＴ－Ｎ－３０Ｇ、日産化学社製、ＳｉＯ２換算したＳｉ濃度：３０質量％、一次粒子径：１２．５ｎｍ±２．５ｎｍ）を使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で本実施例の成形体を得た。
実施例５
ナトリウムイオン安定化コロイダルシリカの代わりにアンモニウムイオン安定化コロイダルシリカ（製品名：ＳＴ－Ｎ－３０Ｇ、日産化学社製、ＳｉＯ２換算したＳｉ濃度：３０質量％、一次粒子径：１２．５ｎｍ±２．５ｎｍ）を使用したこと、及び、目開き４２５μｍの篩を通過し、目開き３００μｍの篩に堆積した成形体を回収したこと以外は、実施例１と同様の方法で、本実施例の成形体を得た。
実施例６
ゼオライトとしてＦＥＲ型ゼオライト（製品名：ＨＳＺ（登録商標））－７２０ＮＨＡ、東ソー社製ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比：１８、粒子径Ｄ５０：１０．９μｍ）を１ｍоｌ／Ｌ塩酸で酸処理し、カチオンタイプをＨ型としたものを使用したこと、及び、ナトリウムイオン安定化コロイダルシリカの代わりにアンモニウムイオン安定化コロイダルシリカ（製品名：ＳＴ－Ｎ－３０Ｇ、日産化学社製、ＳｉＯ２換算したＳｉ濃度：３０質量％、一次粒子径：１２．５ｎｍ±２．５ｎｍ）にしたこと以外は、実施例１と同様の方法で本実施例の成形体を得た。
実施例７
目開き４２５μｍの篩を通過し、目開き３００μｍの篩に堆積した成形体を回収したこと以外は、実施例６と同様の方法で本実施例の成形体を得た。
実施例８
ＦＥＲ型ゼオライト（製品名：ＨＳＺ（登録商標）－７２０ＫＯＡ、東ソー社製。ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比：１８、粒子径Ｄ５０：８．７μｍ）１００質量部（無水換算質量：３００．０ｇ）、ジルコニアバインダー（製品名：ナノユースＺＲ、日産化学社製、ＺｒＯ２換算したＺｒ濃度：４０質量％、一次粒子径：９０ｎｍ）２０質量部（無水換算質量：６０．０ｇ）、及び、ナトリウム型カルボキシメチルセルロース（製品名：サンローズＦ－２０ＬＣ、日本製紙社製）４質量部（無水換算質量：１２．０ｇ）を、混合機（ハイビスミックス：プライミクス社製）で６０分間混合した。混合物に対し純水２５２．５ｇを添加し、さらに５分間撹拌した後、押出機（製品名：ＭＧ－５５－１、ダルトン社製）で直径０．３ｍｍの円柱状に成形し、大気雰囲気、１００℃で一晩乾燥し、整粒装置（製品名：ＦＸＢ－３、富士パウダル社製）を使用し、ハンマー回転数１５Ｈｚで粉砕し、成形体を得た。得られた成形体を、ロータップ型ふるい振とう機（製品名：ＩＩＤＡ ＳＨＡＶＥ ＳＨＡＫＥＲ、飯田製作所社製）を使用して衝撃数１６５ｒｐｍ、回転数２９０ｒｐｍ、処理時間５分の条件で分級し、目開き７１０μｍの篩を通過し、目開き１８０μｍの篩に堆積した成形体を回収した。回収後の成形体を、大気雰囲気下、６００℃で２時間焼成し、ＦＥＲ型ゼオライト（８員環ゼオライト）及びジルコニア（ジルコニアバインダー）を含む円柱状成形体を得た。
該円柱状成形体に、１０質量％ＮａＣｌ水溶液５００．０ｇを流通させイオン交換し、カチオンタイプ：Ｎａとして、本実施例の成形体とした。
実施例９
ジルコニアバインダーの代わりにナトリウムイオン安定化コロイダルシリカ（製品名：ＳＨ－３、扶桑化学工業社製、ＳｉＯ２換算したＳｉ濃度：３４．４質量％、一次粒子径：３５．６ｎｍ）２０質量部（無水換算質量：６０．０ｇ）を使用したこと、混合物に対し純水１７４．０ｇを添加したこと、及び、回収後の成形体を大気雰囲気下、８００℃で２時間焼成したこと以外は、実施例８と同様の方法で本実施例の成形体を得た。
実施例１０
ナトリウムイオン安定化コロイダルシリカ（製品名：ＳＨ－３、扶桑化学工業株式会社製、ＳｉＯ２換算したＳｉ濃度：３４．４質量％、一次粒子径：３５．６ｎｍ）を１０質量部（無水換算質量：３０．０ｇ）混合したこと、及び、混合物に対し純水２３０．１ｇを添加したこと、及び押出機で直径０．５ｍｍの円柱状に成形したこと以外は、実施例９と同様の方法で本実施例の成形体を得た。
実施例１１
ナトリウムイオン安定化コロイダルシリカ（製品名：ＳＨ－３、扶桑化学工業株式会社製、ＳｉＯ２換算したＳｉ濃度：３４．４質量％、一次粒子径：３５．６ｎｍ）を１５質量部（無水換算質量：４５．０ｇ）混合したこと、及び、混合物に対し純水６３．６ｇを添加したこと以外は、実施例９と同様の方法で本実施例の成形体を得た。
比較例１
ゼオライトとして、ＦＡＵ型ゼオライト（製品名：ＨＳＺ（登録商標）－３２０ＮＡＡ：東ソー社製、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比：５．７、粒子径Ｄ５０：６．３μｍ）を使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で本比較例の成形体を得た。
比較例２
目開き１．２ｍｍの篩を通過し、目開き１．０ｍｍの篩に堆積した成形体を回収したこと以外は、実施例１と同様の方法で本比較例の成形体を得た。
比較例３
市販のＦＥＲ型ゼオライト成形体（製品名：ＨＳＺ（登録商標）－７２０ＫＯＤ１Ｃ、１．５ｍｍφ円柱状ペレット、バインダー：粘土、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比：１８、粒子径Ｄ５０：（ゼオライト）８．７μｍ、（バインダー）１２μｍ）を乳鉢で粉砕した後に、目開き４２５μｍの篩を通過し、目開き３００μｍの篩に堆積した円柱状ペレット成形体を得た。
該円柱状ペレット成形体に、１０質量％ＮａＣｌ水溶液５００．０ｇを流通させイオン交換し、カチオンタイプ：Ｎａとし、本比較例の成形体を得た。
比較例４
ＭＯＲ型ゼオライト（製品名：ＨＳＺ（登録商標）－６２０ＨＯＡ、東ソー社製。ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比：１８、粒子径Ｄ５０：１０．１μｍ）１００質量部、ナトリウムイオン安定化コロイダルシリカ（製品名：ＳＨ－３、扶桑化学工業株式会社製、ＳｉＯ２換算したＳｉ濃度：３４．４質量％、一次粒子径：３５．６ｎｍ）２０質量部（無水換算質量：６０．０ｇ）及び、ナトリウム型カルボキシメチルセルロース（製品名：サンローズＦ－２０ＬＣ、日本製紙社製）４質量部（無水換算質量：１２．０ｇ）を、混合機（ハイビスミックス：プライミクス社製）で６０分間混合した。混合物に対し純水９５．１ｇを添加し、さらに５分間撹拌した後、押出機（製品名：ＭＧ－５５－１、ダルトン社製）で１．０ｍｍの円柱状に成形し、大気雰囲気、１００℃で一晩乾燥し、整粒装置（製品名：ＦＸＢ－３、富士パウダル社製）を使用し、ハンマー回転数１５Ｈｚで粉砕し、成形体を得た。得られた成形体を、ロータップ型ふるい振とう機（製品名：ＩＩＤＡ ＳＨＡＶＥ ＳＨＡＫＥＲ、飯田製作所社製）を使用して衝撃数１６５ｒｐｍ、回転数２９０ｒｐｍ、処理時間５分の条件で分級し、目開き１．２ｍｍの篩を通過し、目開き１．０ｍｍの篩に堆積した成形体を回収した。回収後の成形体を、大気雰囲気下、６００℃で２時間焼成し、ＭＯＲ型ゼオライト（８員環ゼオライト）及びシリカ（シリカバインダー）を含む円柱状成形体を得た。
該円柱状成形体に、１０質量％ＮａＣｌ水溶液５００．０ｇを流通させイオン交換し、カチオンタイプ：Ｎａとして、本実施例の成形体とした。
実施例及び比較例の評価結果を下表に示す。
本開示の成形体は、カリウムイオンの吸着除去に有用な細孔径分布および粒径をもつため、溶液中に含まれるカリウムを吸着する用途、好ましくは人工透析により発生するカリウムイオンを含有する排液からカリウムを吸着する用途で有用に使用することができる。

Claims (12)

  1. 酸素８員環構造を有するゼオライト、並びに、シリカバインダー及びジルコニアバインダーの少なくともいずれかを含み、なおかつ、細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔容積に対する、細孔径１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の累積細孔容積の割合が２５体積％以上７０体積％以下であり、なおかつ以下（１）又は（２）を満たす、成形体。
    （１）平均アスペクト比が１．５５以下であり、なおかつ
    粒子径Ｄ５０が２００μｍ以上６００μｍ以下である
    （２）平均アスペクト比が１．５５超である
  2. 酸素８員環構造を有するゼオライト、並びに、シリカバインダー及びジルコニアバインダーの少なくともいずれかを含み、なおかつ、細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔容積に対する、細孔径１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の累積細孔容積の割合が２５体積％以上７０体積％以下であり、なおかつ平均アスペクト比が１．５５超である、請求項１に記載の成形体。
  3. 酸素８員環構造を有するゼオライト、並びに、シリカバインダー及びジルコニアバインダーの少なくともいずれかを含み、なおかつ、細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔容積に対する、細孔径１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の累積細孔容積の割合が２５体積％以上７０体積％以下であり、平均アスペクト比が１．５５以下であり、なおかつ粒子径Ｄ５０が２００μｍ以上６００μｍ以下である、請求項１に記載の成形体。
  4. 細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔面積が１０．０ｍ２／ｇ以上３５．０ｍ２／ｇ以下である、請求項１又は２に記載の成形体。
  5. 細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔容積が０．３５ｍＬ／ｇ以上０．７０ｍＬ／ｇ以下である、請求項１又は２に記載の成形体。
  6. 細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔容積に対する累積細孔容積が５０体積％となる細孔径が、７５ｎｍ以上１６０ｎｍ以下である、請求項１又は２に記載の成形体。
  7. 細孔径５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の累積細孔容積に対する、細孔径５ｎｍ以上１０ｎｍ以下の累積細孔容積の割合が、０．１体積％以上５．０体積％以下である請求項１又は２に記載の成形体。
  8. 前記ゼオライトが、ＦＥＲ構造、ＨＥＵ構造、ＹＦＩ構造、ＭＡＺ構造、ＣＨＡ構造及びＭＯＲ構造の群から選ばれる１以上の骨格構造を有するゼオライトである、請求項１又は２に記載の成形体。
  9. 前記ゼオライトのアルミナに対するシリカのモル比（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比）が３以上１００以下である、請求項１又は２に記載の成形体。
  10. 請求項１又は２に記載の成形体と、カリウムイオンを含有する溶液を接触させる工程を有するカリウム吸着方法。
  11. 請求項１又は２に記載の成形体を含むカラム。
  12. 請求項１１に記載のカラムを備えたカリウム吸着システム。
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