JP4247633B2 - 吸着剤 - Google Patents
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Description
本発明において重要な点は、本発明に係る吸着剤は、リン及び/又はフッ素など有害なアニオンを低濃度から高濃度まで広範囲にわたって、吸着できるという事実である。
本発明に係る吸着剤は、出発原料として炭酸系のアルカリ原料を用いるとともに、含水酸化鉄粒子の製造時にpHを制御することによって、炭酸イオン由来の炭素が存在する表面状態となったことに起因するものと本発明者は推定している。
毎秒40lの割合で窒素ガスを流すことによって非酸化性雰囲気に保持された反応容器中に、1.60mol/lのNa2CO3水溶液25lを投入した後、Fe2+0.8mol/lの硫酸第一鉄水溶液25l(Na2CO3量は、Feに対し2.0当量に該当する。)を添加・混合し、温度50℃においてpH8.2のFeCO3を含む懸濁液を生成した。
吸着剤の生成反応におけるアルカリ水溶液の種類、濃度及び使用量、第一鉄塩水溶液の種類、濃度及び使用量、鉄置換原料の種類、濃度、使用量などを種々変化させた以外は、実施例1と同様にして含水酸化鉄粒子を生成した。
使用例1
特級試薬のリン酸ニ水素カリウムをイオン交換水に溶解して、さらに、特級試薬の硫酸をごく僅か添加してリン濃度として11.2mg/L、pH4.3のリン吸着試験溶液を調製した。樹脂製ボトルにリン吸着試験溶液100mlを注ぎ、実施例1で得た吸着剤を0.2g(2g/L)添加して、水平振とう機を用いて1時間振とうした後、5Cのろ紙を用いて固液分離し、液中のリン濃度を「プラズマ発光分光分析装置 SPS4000(セイコー電子工業(株))」用いて測定した結果、0.61mg/Lに低減し、本試験における吸着剤1g当りのリン吸着容量は5.3mgとなった。
吸着剤の添加量、リン濃度、溶液のpH、水平振とう機での処理時間以外は、前記実施例1と同様にしてリン吸着試験を実施して結果を表3に示す。
使用例9
特級試薬の水酸化ナトリウムをイオン交換水に添加・溶解してpHが13.2の脱離溶液1リットルを樹脂製ボトルに注入し、その中に使用例1の処理後の吸着剤をろ紙と共に投入し、1時間水平振とう機で振とうした後、5Cのろ紙を用いて固液分離し、液中のリン濃度を「プラズマ発光分光分析装置 SPS4000(セイコー電子工業(株))」を用いて測定し、その溶液中のリン濃度から吸着剤1g相当からのリン脱離量を計算した結果5.1mg/gとなり、吸着したほぼ全量を脱離したこととなった。
使用例2〜8の処理後の各吸着剤について、前記使用例9と同様にしてリン脱離試験を実施した。その結果を表4に示す。
使用例17
特級試薬のフッ化ナトリウムをイオン交換水に溶解して、さらに、特級試薬の硫酸をごく僅か添加してフッ素濃度として9.7mg/L、pH3.8のフッ素吸着試験溶液を調製した。樹脂製ボトルにフッ素吸着試験溶液100mlを注ぎ、実施例1で得た吸着剤を1.0g(10g/L)添加して、水平振とう機を用いて30分間振とうした後、5Cのろ紙を用いて固液分離し、液中のフッ素濃度をイオンクロマトを用いて測定した結果、1.4mg/Lに低減し、本試験における吸着剤1g当りのフッ素吸着容量は0.83mgとなった。
吸着剤の添加量、フッ素濃度、溶液のpH、水平振とう機での処理時間以外は、前記使用例17と同様にしてフッ素吸着試験を実施して結果を表5に示す。
使用例25
特級試薬の水酸化ナトリウムをイオン交換水に添加して溶解したpHが13.1の脱離溶液1リットルを樹脂製ボトルに注入し、その中に使用例11の処理後の吸着剤をろ紙と共に投入し、1時間水平振とう機で振とうした後、5Cのろ紙を用いて固液分離し、液中のフッ素濃度をイオンクロマトを用いて測定し、その溶液中のフッ素濃度から吸着剤1gからのフッ素脱離量を計算した結果0.83mgとなり、吸着した全量を脱離したこととなった。
使用例18〜24の処理後の各吸着剤について、前記使用例25と同様にしてフッ素脱離試験を実施した。その結果を表6に示す。
Claims (5)
- リン酸イオン及び/又はフッ化物イオンを吸着する吸着剤であって、前記吸着剤は出発原料である炭酸アルカリ水溶液に由来する炭素を0.1〜2.0wt%含有し、且つ、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、セリウムから選ばれる1種又は2種以上の元素を含有する含水酸化鉄粒子であり、チタンを0.1〜15wt%含有するか若しくはジルコニウム、ハフニウム又はセリウムを0.2〜40wt%含有することを特徴とする吸着剤。
- 含水酸化鉄粒子がα−FeO(OH)、γ−FeO(OH)であることを特徴とする請求項1記載の吸着剤。
- 鉄原料と、アルカリ原料として炭酸アルカリ水溶液又は炭酸アルカリ・水酸化アルカリ混合水溶液とを用いて反応溶液のpHが6.0〜10.0の領域で合成した含水酸化鉄粒子であることを特徴とする請求項1又は2記載の吸着剤。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の吸着剤であって、酸性領域でリン酸イオン及び/又はフッ化物イオンを吸着することを特徴とする吸着剤。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の吸着剤であって、吸着したリン酸イオン及び/又はフッ化物イオンをアルカリ性領域で脱離できることを特徴とする吸着剤。
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