JP4764760B2 - カーボンナノチューブ担持体およびそれを含む捕捉材 - Google Patents
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平均分子量1,000のポリエチレングリコール100部を反応槽に仕込み、50℃に加温して液状にし、ついで65℃まで昇温して、トリメチロールプロパン4.7部および水酸化カリウム1.0部を加えて攪拌し、トリメチロールプロパンを融解させ、脱水反応によって末端反応性の中間体を得た。40℃まで冷却して水酸化カリウムを中和することにより、分子中に三官能性単位と3個の水酸基を有し、分岐点のトリメチロールプロパン単位以外はオキシエチレン単位からなるポリエーテルポリオールを得た。これに、2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートの80:20の混合物54部を加えて、110℃で2時間反応させることにより、分子末端がイソシアナト基で閉塞されたプレポリマーP−1を、淡黄色液状物として得た。NCO基含量は8.5%、25℃における粘度は27.5Pa・sであった。その平均分子量は、1,800であった。
P−2:グリセリン−ポリオキシプロピレントリオール、平均分子量3,000;
C−1:外径20nm、壁厚2nm、長さ1.0μm、純度>95%の多層カーボンナノチューブ粉末;
C−2:ヤシ殻活性炭粉末(商品名:太閤活性炭、三村化学株式会社製);
E−1:3−(N,N−ジメチルステアリルアンモニオ)プロパンスルホン酸ナトリウム;
E−2:両末端に水酸基を有するポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン・ポリオキシエチレンブロック共重合体、ポリオキシプロピレン部分の平均分子量1,750、オキシエチレン単位含量20%。
C−1 2部およびE−1 2部を水100部に加えて攪拌し、カーボンナノチューブと界面活性剤が分散した水性懸濁液を調製した。これを激しく攪拌しながら、先に合成したプレポリマーP−1 100部とE−2 1部を20℃で混合し、乳化状態で反応させて、カーボンナノチューブを担持したウレタンフォームを得た。フォームは水を含んでいるので、室温で1日自然放置して、水分を揮散させた。得られたウレタンフォームは、セル数50/25mm、密度85kg/m3の連続気泡で、ポリウレタンにカーボンナノチューブが良好に分散していた。このフォームを水に浸漬したところ、自重に対して18倍の吸水があり、親水性であった。
カーボンナノチューブを担持させない以外は実施例1と同様にして、親水性ウレタンフォームを得た。これをカーボンナノチューブの捕集効果と対比するブランクとして用いた。
界面活性剤を用いず、C−1を単に水に加えてプレポリマーP−1と混合した以外は実施例1と同様にして、C−1の分散が不十分なカーボンナノチューブ担持ウレタンフォームを得た。
C−1の代わりにC−2を用いる以外は比較例2と同様にして、活性炭担持ウレタンフォームを得た。
水4.3部に、E−1 0.86部分散させ、さらにC−1 0.86部、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミンとN,N−ジメチルシクロヘキシルメチルアミンの重量比3:1の混合アミン1.0部、ポリシロキサン・ポリオキシプロピレングラフト共重合体である整泡剤1.0部およびオクタン酸スズ0.2部を配合して撹拌し、発泡剤混液を調製した。P−2 100部に、上記発泡剤混液を添加し、ついで、2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートの80:20の混合物54部を加えて、プロペラ撹拌機を用いて20℃で混合液を撹拌して開口容器に移し、硬化と発泡の反応により、ワンショット法によってカーボンナノチューブを担持したウレタンフォームを得た。
除去対象物質として、下記の物質を用い、本発明による実施例1のカーボンナノチューブ担持体0.2gを試験片として用いて捕集実験を行い、比較例1のウレタンフォームおよび比較例2〜4の担持体から作製した同様の試料0.2gと比較した。
臭化エチジウム(水溶性、プラス電荷、発ガン性)
アクリジンオレンジ(水溶性、プラス電荷、発ガン性)
エオシンイエロー(水溶性、マイナス電荷、発ガン性)
(1)臭化エチジウムの捕集
20μMの臭化エチジウム水溶液50mlに試験片を投入し、シェーカーVR-36(タイテック社製)を用いて200rpmで振盪した。表1に示す時間ごとに液を採取して、480nmの吸光度を分光光度計U-550ST(日本分光社製)で測定し、未処理の臭化エチジウム水溶液の吸光度を100%とする吸着率で整理した。その結果は、表1に示すとおりであった。
臭化エチジウム水溶液の代わりに20μmのアクリジンオレンジ水溶液を使用して、同様の捕集実験を行った。表2に示す時間ごとに液を採取して、その490nmの吸光度を測定し、未処理のアクリジンオレンジ水溶液の吸光度を100%とする吸着率で整理した。その結果は表2に示すとおりであった。
臭化エチジウム水溶液の代わりに20μMのエオシンイエロー水溶液を使用して、同様の捕集実験を行った。表3に示す時間ごとに液を採取して、その520nmの吸光度を測定し、未処理のエオシンと水溶液の吸光度を100%とする吸着率で整理した。結果は、表3に示すとおりであった。
Claims (7)
- プレポリマーと水とを、整泡剤及びカーボンナノチューブの存在下で反応させる工程を有するカーボンナノチューブ担持体の製造方法であって、
前記工程において、前記カーボンナノチューブはさらに両性界面活性剤の存在下で分散しており、
前記プレポリマーが、イソシアネート化合物とポリオールとの反応により得られ、分子末端がイソシアナト基で閉塞されており、
前記ポリオールが、オキシエチレン単位を含むポリエーテルポリオールであり、
前記オキシエチレン単位が、前記ポリオール中10重量%以上であり、
前記整泡剤が、分子中に複数個の水酸基を有するノニオン型界面活性剤であり、
前記カーボンナノチューブ担持体が、
前記反応によって得られたポリウレタンに前記カーボンナノチューブを分散担持してなるカーボンナノチューブ担持体の製造方法。 - 前記ポリウレタンが発泡体である請求項1記載のカーボンナノチューブ担持体の製造方法。
- 前記カーボンナノチューブ担持体が、ポリウレタン100重量部に、カーボンナノチューブ0.01〜50重量が分散担持されている請求項1又は2記載のカーボンナノチューブ担持体の製造方法。
- 請求項1又は2記載のカーボンナノチューブ担持体の製造方法によって得られるカーボンナノチューブ担持体。
- 請求項4記載のカーボンナノチューブ担持体を含む吸着剤。
- 前記吸着剤が吸着した物質を、前記吸着剤を液体で洗浄して除去することによる、請求項5記載の吸着剤の再生方法。
- 請求項6記載の吸着剤の再生方法によって再生された吸着剤。
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