JP4958277B2 - イオン性有機試薬とコロイド微粒子もしくは繊維からなるナノコンポジット膜、金属イオン検出膜並びにその製造方法 - Google Patents
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(1)イオン性有機試薬をイオン交換能のあるコロイド微粒子もしくは繊維に静電的に吸着させて成るナノコンポジットを、フィルター表面に膜状に被覆させて成るナノコンポジット薄膜であって、
上記イオン性有機試薬が、水又は水との混合溶媒に溶解可能で、イオン交換能をもつコロイドに吸着するアニオン又はカチオン性有機試薬であって、アニオン性試薬としての、スルホン酸基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、チオール基、リン酸基を一つ又はそれ以上有するもの、又はオニウムイオン、或いは、カチオン性試薬としての、アミノ基、トリアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、又はN−メチルピリジル基を一つ又はそれ以上有するものであり、分子量5000以下の低分子で、π電子共役系である芳香族炭化水素基を有するものであり、
上記コロイドが、イオン性有機試薬を溶解する溶媒に分散可能で、イオン性有機試薬を静電的に吸着する担体であり、無機コロイドとしての、アルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化銅、酸化マグネシウム、又は希土類酸化物の金属酸化物コロイド、或いは、有機コロイドとしての、ポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ乳酸、又はスチレンーマレイン酸共重合体から成る大きくても直径1μmの粒子又は不定形粒子、もしくは幅が1nm−1μmの繊維である、ことを特徴とする上記ナノコンポジット薄膜。
(2)フィルターが、網目状繊維からなる不織布、フィブリル化ポリマーシート、ファイバーシート、溶液キャスト多孔質ポリマーシート、延伸多孔性フィルム、放射線照射多孔性フィルム、多孔質セラミックスシート、多孔質ガラスシート及び多孔質金属シートの中から選ばれた少なくとも1種であって、孔径10〜1000nmの範囲の細孔を有するものである、前記(1)記載のナノコンポジット薄膜。
(3)イオン性有機試薬が、金属イオン検出試薬である、前記(1)記載のナノコンポジット薄膜。
(4)金属イオン検出試薬が、金属イオンと錯体を形成して発色もしくは発光し、金属イオンの濃度に応じて色調及び/又はその強度を変化させる発色もしくは発光性化合物から成る、前記(3)記載のナノコンポジット薄膜。
(5)イオン性有機試薬を、水系溶媒に溶解し、ここにコロイド分散溶液を混合、攪拌して、イオン性有機試薬をコロイドに吸着させた後、得られた分散液を、フィルターで濾過するか或いは該フィルターに含浸し、上記コロイドを該フィルターに膜状に被覆させることから成るナノコンポジット薄膜の製造方法であって、
上記イオン性有機試薬が、水又は水との混合溶媒に溶解可能で、イオン交換能をもつコロイドに吸着するアニオン又はカチオン性有機試薬であって、アニオン性試薬としての、スルホン酸基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、チオール基、リン酸基を一つ又はそれ以上有するもの、又はオニウムイオン、或いは、カチオン性試薬としての、アミノ基、トリアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、又はN−メチルピリジル基を一つ又はそれ以上有するものであり、分子量5000以下の低分子で、π電子共役系である芳香族炭化水素基を有するものであり、
上記コロイドが、イオン性有機試薬を溶解する溶媒に分散可能で、イオン性有機試薬を静電的に吸着する担体であり、無機コロイドとしての、アルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化銅、酸化マグネシウム、又は希土類酸化物の金属酸化物コロイド、或いは、有機コロイドとしての、ポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ乳酸、又はスチレンーマレイン酸共重合体から成る大きくても直径1μmの粒子又は不定形粒子、もしくは幅が1nm−1μmの繊維である、ことを特徴とする上記ナノコンポジット薄膜の製造方法。
(6)フィルターが、網目状繊維からなる不織布、フィブリル化ポリマーシート、ファイバーシート、溶液キャスト多孔質ポリマーシート、延伸多孔性フィルム、放射線照射多孔性フィルム、多孔質セラミックスシート、多孔質ガラスシート及び多孔質金属シートの中から選ばれた少なくとも1種であって、孔径10〜1000nmの範囲の細孔を有するものである、前記(5)記載のナノコンポジット薄膜の製造方法。
(7)イオン性有機試薬が、金属イオン検出試薬である、前記(5)記載のナノコンポジット薄膜の製造方法。
(8)金属イオン検出試薬が、金属イオンと錯体を形成して発色もしくは発光し、金属イオンの濃度に応じて色調及び/又はその強度を変化させる発色もしくは発光性化合物から成る、前記(7)記載のナノコンポジット薄膜の製造方法。
本発明に用いられるイオン性有機試薬としては、特定のpHの水又は水との混合溶媒の溶媒に溶解可能で、イオン交換能をもつコロイドに吸着するアニオン又はカチオン性有機試薬が挙げられる。アニオン性試薬としては、例えば、スルホン酸基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、チオール基、リン酸基を一つ又はそれ以上有するもの、オニウムイオン等が例示される。また、カチオン性試薬として、アミノ基、トリアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、N−メチルピリジル基等を一つ又はそれ以上有するものが例示される。これらのうち、分子量5000以下、中でも2000以下の低分子で、π電子共役系である芳香族炭化水素基を有するものが好ましい。
(1)本発明によれば、従来、困難であったイオン性有機試薬を薄膜化し、安定に保持させることを実現できる。
(2)多くの種類の水溶性の金属イオン検出試薬を安定に保持させたフィルム型の簡易な金属イオン検出材を提供することができる。
(3)本発明の金属イオン検出試薬は、着色・汚濁した排水等の検液からの検出、定量操作にも十分対応することが可能である。
(4)本発明の金属イオン検出試薬は、標準色系列や標準蛍光系列と比較することで目視判定が可能となるので、現場で直ちに分析に供することができる。
Claims (8)
- イオン性有機試薬をイオン交換能のあるコロイド微粒子もしくは繊維に静電的に吸着させて成るナノコンポジットを、フィルター表面に膜状に被覆させて成るナノコンポジット薄膜であって、
上記イオン性有機試薬が、水又は水との混合溶媒に溶解可能で、イオン交換能をもつコロイドに吸着するアニオン又はカチオン性有機試薬であって、アニオン性試薬としての、スルホン酸基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、チオール基、リン酸基を一つ又はそれ以上有するもの、又はオニウムイオン、或いは、カチオン性試薬としての、アミノ基、トリアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、又はN−メチルピリジル基を一つ又はそれ以上有するものであり、分子量5000以下の低分子で、π電子共役系である芳香族炭化水素基を有するものであり、
上記コロイドが、イオン性有機試薬を溶解する溶媒に分散可能で、イオン性有機試薬を静電的に吸着する担体であり、無機コロイドとしての、アルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化銅、酸化マグネシウム、又は希土類酸化物の金属酸化物コロイド、或いは、有機コロイドとしての、ポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ乳酸、又はスチレンーマレイン酸共重合体から成る大きくても直径1μmの粒子又は不定形粒子、もしくは幅が1nm−1μmの繊維である、ことを特徴とする上記ナノコンポジット薄膜。 - フィルターが、網目状繊維からなる不織布、フィブリル化ポリマーシート、ファイバーシート、溶液キャスト多孔質ポリマーシート、延伸多孔性フィルム、放射線照射多孔性フィルム、多孔質セラミックスシート、多孔質ガラスシート及び多孔質金属シートの中から選ばれた少なくとも1種であって、孔径10〜1000nmの範囲の細孔を有するものである、請求項1記載のナノコンポジット薄膜。
- イオン性有機試薬が、金属イオン検出試薬である、請求項1記載のナノコンポジット薄膜。
- 金属イオン検出試薬が、金属イオンと錯体を形成して発色もしくは発光し、金属イオンの濃度に応じて色調及び/又はその強度を変化させる発色もしくは発光性化合物から成る、請求項3記載のナノコンポジット薄膜。
- イオン性有機試薬を、水系溶媒に溶解し、ここにコロイド分散溶液を混合、攪拌して、イオン性有機試薬をコロイドに吸着させた後、得られた分散液を、フィルターで濾過するか或いは該フィルターに含浸し、上記コロイドを該フィルターに膜状に被覆させることから成るナノコンポジット薄膜の製造方法であって、
上記イオン性有機試薬が、水又は水との混合溶媒に溶解可能で、イオン交換能をもつコロイドに吸着するアニオン又はカチオン性有機試薬であって、アニオン性試薬としての、スルホン酸基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、チオール基、リン酸基を一つ又はそれ以上有するもの、又はオニウムイオン、或いは、カチオン性試薬としての、アミノ基、トリアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、又はN−メチルピリジル基を一つ又はそれ以上有するものであり、分子量5000以下の低分子で、π電子共役系である芳香族炭化水素基を有するものであり、
上記コロイドが、イオン性有機試薬を溶解する溶媒に分散可能で、イオン性有機試薬を静電的に吸着する担体であり、無機コロイドとしての、アルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化銅、酸化マグネシウム、又は希土類酸化物の金属酸化物コロイド、或いは、有機コロイドとしての、ポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ乳酸、又はスチレンーマレイン酸共重合体から成る大きくても直径1μmの粒子又は不定形粒子、もしくは幅が1nm−1μmの繊維である、ことを特徴とする上記ナノコンポジット薄膜の製造方法。 - フィルターが、網目状繊維からなる不織布、フィブリル化ポリマーシート、ファイバーシート、溶液キャスト多孔質ポリマーシート、延伸多孔性フィルム、放射線照射多孔性フィルム、多孔質セラミックスシート、多孔質ガラスシート及び多孔質金属シートの中から選ばれた少なくとも1種であって、孔径10〜1000nmの範囲の細孔を有するものである、請求項5記載のナノコンポジット薄膜の製造方法。
- イオン性有機試薬が、金属イオン検出試薬である、請求項5記載のナノコンポジット薄膜の製造方法。
- 金属イオン検出試薬が、金属イオンと錯体を形成して発色もしくは発光し、金属イオンの濃度に応じて色調及び/又はその強度を変化させる発色もしくは発光性化合物から成る、請求項7記載のナノコンポジット薄膜の製造方法。
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