JP5317771B2 - 吸着材、有機物回収方法及び油分回収方法 - Google Patents
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Description
さらに、本発明の一態様は、上記吸着材を用いて水中の油分を吸着する有機物回収方法に関する。
本実施形態における吸着材は、無機粒子及び金属粒子の少なくとも一方がコアを構成し、ポリマーが前記コアを被覆して凝集したものである。前記無機粒子及び前記金属粒子は、吸着材のコアをなすものであるので、水中に短時間浸漬しても大きな化学変化を起こさないものから適宜選択する。
構造A群:スチレン、ブタジエン、イソプレン、エチレン、プロピレン、
からなる群より選ばれる少なくとも一つを主構造とするポリマーと、
構造B群:アクリロニトリル重合体、メタクリル酸アルキル重合体、アクリル酸アルキル重合体、ポリアセタール、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも一つと、
を含む。
次に、上述した本実施形態の吸着材の製造方法について説明する。
次に、上述の吸着材を用いた油分回収方法について説明する。油分回収操作は、油分を含んでなる水から、前記油分を分離するものである。ここで“油分”とは、水中に混和/分散している有機物のうち、一般に常温において液体であり、水に難溶性であり、粘性が比較的高く、水よりも比重が低いものをいう。より具体的には、動植物性油脂、炭化水素、芳香油などである。これらは、脂肪酸グリセリド、石油、高級アルコールなどに代表される。これらの油類はそれぞれ有する官能基などに特徴があるので、それに応じて上記吸着材を構成するポリマーや官能基を選択することができる。
次に、上述の吸着材を用いた有機物回収方法について説明する。ここでいう有機物は油分とは異なり、水に溶解している物質のことである。より具体的には、界面活性剤、色素、におい物質に代表されるものである。これらの有機物はそれぞれ有する官能基などに特徴があるので、それに応じて上記吸着材を構成するポリマーや官能基を選択することができる。
吸着材の製造
構造A群のスチレンを主骨格とするポリスチレン(スチレン100%)と構造B群のメチルメタクリレートを主成分とするポリメチルメタクリレート(メチルメタクリレート100%)とを体積比9:1(構造B群を有するポリマーが10体積%)の割合で混合したポリマー6重量部を、300mlのテトラヒドロフラン中に溶解させて溶液とし、その溶液中に平均粒子径800nmの球状マグネタイト粒子40重量部(比表面積5.7m2/g)を分散させて組成物を得た。この組成物を、ミニスプレードライヤー(柴田科学株式会社製、B−290型)を用いて噴霧し、球状に凝集した平均2次粒子径が約20μmの樹脂複合体、すなわち吸着粒子を製造した。
上述のようにして得た吸着粒子1gを1Lの共栓付三角フラスコに測り取り、直鎖脂肪族の油500μLを含む水200mlを加え、よく撹拌して前記吸着粒子に油を吸着させた。吸着粒子の水への分散性は良好であった。その後、磁石を用いて前記吸着粒子を三角フラスコに取り出した後、ヘキサン100mlを添加してよく撹拌して洗浄し、油を抽出した。このヘキサンを、ガスクロマトグラフ質量分析計を用いて分析し、前記吸着粒子の油の吸着量を求めたところ499.9μL以上(水中油分濃度検出限界以下)の油を吸着していた。
また上述のようにして得た吸着粒子1gを1Lの共栓付三角フラスコに測り取り、ドデシル硫酸ナトリウム500ppmを含有する水200mlを加え、よく撹拌して前記吸着粒子にドデシル硫酸ナトリウムを吸着させた。その後、磁石を用いて前記吸着粒子を三角フラスコに取り出した後、水をLC/MSで分析したところ、約82%のドデシル硫酸ナトリウムを吸着していることが判明した。
構造B群のメチルメタクリレートを主成分とするポリメチルメタクリレート(メチルメタクリレート100%)に代えて、構造A群に属するスチレン(80%)/アクリロニトリル(20%)のランダム共重合体を用いた以外は、実施例1と同様にして吸着粒子(吸着材)を作製し、油分吸着及び有機物吸着を実施した。
構造B群のメチルメタクリレートを主成分とするポリメチルメタクリレート(メチルメタクリレート100%)に代えて、構造B群に属するスチレン(20%)/アクリロニトリル(80%)のランダム共重合体を用いた以外は、実施例1と同様にして吸着粒子(吸着材)を作製し、油分吸着及び有機物吸着を実施した。
構造B群のメチルメタクリレートを主成分とするポリメチルメタクリレート(メチルメタクリレート100%)に代えて、構造B群に属するポリ乳酸を用い、さらに溶剤をテトラヒドロフランからクロロホルムに代えた以外は、実施例1と同様にして吸着粒子(吸着材)を作製し、油分吸着及び有機物吸着を実施した。
構造B群のメチルメタクリレートを主成分とするポリメチルメタクリレート(メチルメタクリレート100%)に代えて、構造A群に属するABS樹脂を用いた以外は、実施例1と同様にして吸着粒子(吸着材)を作製し、油分吸着及び有機物吸着を実施した。
構造A群のポリスチレンに代えて、同じ構造A群に属するスチレン(55%)/ブタジエン(45%)ランダム共重合体を用い、構造B群のポリメチルメタクリレートとの体積比が1:9の割合になるように混合した後、実施例1と同様にして吸着粒子(吸着材)を作製し、油分吸着及び有機物吸着を実施した。
構造A群のポリスチレンに代えて、同じ構造A群に属するスチレン(81%)/イソプレン(19%)ランダム共重合体を用い、構造B群のポリメチルメタクリレートとの体積比が1:9の割合になるように混合した後、実施例1と同様にして吸着粒子(吸着材)を作製し、油分吸着及び有機物吸着を実施した。
構造A群のポリスチレンに代えて、同じ構造A群に属するABS樹脂を用い、構造B群のポリメチルメタクリレートとの体積比が1:9の割合になるように混合した後、実施例1と同様にして吸着粒子(吸着材)を作製し、油分吸着及び有機物吸着を実施した。
構造A群のポリスチレンに代えて、同じ構造A群に属するスチレン(80%)/アクリロニトリル(20%)のランダム共重合体を用い、構造B群のポリメチルメタクリレートとの体積比が1:9の割合になるように混合した後、さらに溶剤をテトラヒドロフランからアセトンに代えて、実施例1と同様にして吸着粒子(吸着材)を作製し、油分吸着及び有機物吸着を実施した。
構造A群のポリスチレンに代えて、構造B群に属するポリビニルブチラールを用い、ポリメチルメタクリレートとポリビニルブチラールとの体積比を9:1とするとともに、溶剤をテトラヒドロフランからアセトンに代えて、実施例1と同様にして吸着粒子(吸着材)を作製し、油分吸着及び有機物吸着を実施した。
構造A群のポリスチレンに代えて、構造B群に属するポリ乳酸を用い、ポリメチルメタクリレートとポリ乳酸との体積比を9:1とし、実施例1と同様にして吸着粒子(吸着材)を作製し、油分吸着及び有機物吸着を実施した。
構造B群に属するポリメチルメタクリレートを用いずに、実施例1と同様にしてポリスチレンからなる吸着粒子(吸着材)を作製し、油分吸着及び有機物吸着を実施した。
構造A群に属するポリスチレンを用いずに、実施例1と同様にしてスチレン(20%)/アクリロニトリル(80%)のランダム共重合体からなる吸着粒子(吸着材)を作製し、油分吸着及び有機物吸着を実施した。
Claims (6)
- コアを構成する無機粒子及び金属粒子の少なくとも一方と、
スプレードライ法を用いて前記コアを被覆してなる表面張力の異なる少なくとも二種類のポリマーとを具え、
前記少なくとも二種類のポリマーは、
構造A群:スチレン、ブタジエン、イソプレン、エチレン、プロピレン、
からなる群より選ばれる少なくとも一つを主構造とするポリマーと、
構造B群:アクリロニトリル重合体、メタクリル酸アルキル重合体、アクリル酸アルキル重合体、ポリアセタール、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも一つとを含み、
表面に前記ポリマーの前記表面張力差に起因した、幅が10nm〜1000nmであり、深さが10nm〜1000nmである凹凸構造が形成されてなることを特徴とする、有機物及び油分用吸着材。 - 前記少なくとも二種類のポリマーの前記表面張力の差分が、1mN/m〜40mN/mであることを特徴とする、請求項1に記載の有機物及び油分用吸着材。
- 樹脂A群がポリスチレンを主成分とするポリマーであり、樹脂Bがポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル、及びポリビニルブチラールから選ばれる少なくとも一つを主成分とする樹脂であることを特徴とする、請求項1に記載の有機物及び油分用吸着材。
- 前記無機粒子及び金属粒子の少なくとも一方は、磁性体を含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一に記載の有機物及び油分用吸着材。
- 請求項1〜4に記載の吸着材を用いて水中の有機物を吸着する有機物回収方法。
- 請求項1〜4に記載の吸着材を用いて水中の油分を吸着する油分回収方法。
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