JP5175671B2 - 機能性粒子およびそれを用いた水処理方法 - Google Patents
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Description
本発明の機能性粒子に用いられる磁性体粒子は、磁性体からなるものであれば、特に限定されるものではない。用いられる磁性体は、室温領域において強磁性を示す物質であることが望ましい。しかし、本発明の実施に当ってはこれらに限定されるものではなく、強磁性物質を全般的に用いることができ、例えば鉄、および鉄を含む合金、磁鉄鉱、チタン鉄鉱、磁硫鉄鉱、マグネシアフェライト、コバルトフェライト、ニッケルフェライト、バリウムフェライト、などが挙げられる。これらのうち水中での安定性に優れたフェライト系化合物であればより効果的に本発明を達成することができる。例えば磁鉄鉱であるマグネタイト(Fe3O4)は安価であるだけでなく、水中でも磁性体として安定し、元素としても安全であるため、水処理に使用しやすいので好ましい。また、磁性体粒子は、球状、多面体、不定形など種々の形状を取り得るが特に限定されない。用いるに当って望ましい磁性体粒子の粒径や形状は、製造コストなどを鑑みて適宜選択すれば良く、特に球状または角が丸い多面体構造が好ましい。鋭角な角を持つ粒子であると、表面を被覆するポリマー層を傷つけ、樹脂複合体の形状を維持しにくくなってしまうことがあるためである。これらの磁性粉は、必要であればCuメッキ、Niメッキなど、通常のメッキ処理が施しされていてもよい。
本発明による水処理方法は、不純物を含む水から、不純物を分離するものである。ここで、不純物とは、処理しようとする水に含まれており、その水を利用するに当たって除去すべきものを意味する。また、このように被処理水から分離する有機物を便宜的に不純物と呼んでいるが、その有機物を再利用するために分離するものであってもよい。
磁性体粒子(平均粒子径5μm)を準備し、その表面を洗浄することにより粒子表面に水酸基を形成させた。具体的には、エタノール中に磁性体粒子を添加し、室温で攪拌した後、5,000rpmで3分間遠心分離を行って上澄みを除去し、さらに超純水を用いて同様の操作により3回洗浄を行った。その後、100℃で30分乾燥させ、完全に水分を除去した。これにより表面に水酸基が形成された磁性体粒子(1)を得た。
ポリオキシエチレン(100)ノニルフェニルエーテル(b1)をポリ(プロピレングリコール)モノブチルエーテル(b2)(m=100)に変更した以外は実施例1と同様にして機能性粒子を合成し、同様の方法で評価した。
ポリオキシエチレン(100)ノニルフェニルエーテル(b1)をポリ(ブチレングリコール)モノブチルエーテル(b3)(p=100)に変更した以外は実施例5と同様にして機能性粒子を合成し、同様の方法で評価した。
磁性体粒子(1)にγ−アミノプロピルシリルトリメトキシシランを反応させた。すなわち、磁性体粒子(1)3gを水30mlに分散させ、これに大過剰のγ−アミノプロピルシリルトリメトキシシラン0.1gを加え、室温で3時間反応させた。反応後、未反応のγ−アミノプロピルシリルトリメトキシシランを、エタノールを用いて3回、超純水を用いて3回洗浄して除去した。これを水30mlとエタノール30mlの混合溶液に分散させて、安息香酸0.3gを含むエタノール水溶液10mlを加えて、70℃で1時間撹拌した。反応後、未反応の安息香酸を、エタノールを用いて3回、超純水を用いて3回洗浄した。得られた機能性粒子を実施例1と同様の方法で評価した。
Claims (9)
- 磁性体粒子と、前記磁性体粒子の表面に担持された両親媒性基とを具備し、前記両親媒性基の主鎖が共有結合のみで形成されており、前記両親媒性基は−C(=O)−O−結合を介して磁性体粒子の表面と結合しており、かつ前記磁性体粒子の表面に前記−C(=O)−O−結合の−O−が直接結合していることを特徴とする水処理用の機能性粒子。
- 前記両親媒性基の疎水性部分が炭化水素基である、請求項1項に記載の機能性粒子。
- 前記両親媒性基の親水性部分が、アルキレンオキサイド基、およびポリビニルピロリドン鎖から選ばれるものである、請求項1または2に記載の機能性粒子。
- 前記磁性体粒子の平均粒子径が0.1〜1000μmである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の機能性粒子。
- 前記両親媒性基が、磁性体粒子表面と共有結合により結合している、請求項1〜4に記載の機能性粒子。
- 磁性体粒子がマグネタイトである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の機能性粒子。
- 不純物を含む水に、請求項1〜6のいずれか1項に記載の機能性粒子を分散させ、前記機能性粒子の表面に前記不純物を吸着させ、吸着後の機能性粒子を磁力を利用して前記水から分離することを含むことを特徴とする、水処理方法。
- 前記の不純物を含む水が工業排水である、請求項6に記載の水処理方法。
- 前記の吸着後の樹脂複合体を、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、アセトン、テトラヒドロフラン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、およびそれらの混合物から選ばれるいずれか1種類の有機溶媒により洗浄して再生し、さらなる水処理に利用する請求項6または7に記載の水処理方法。
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