JP5336932B2 - 水質浄化材料、水質浄化方法、リン酸肥料前駆体及びリン酸肥料前駆体の製造方法 - Google Patents
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Description
本実施形態における水質浄化材料は、鉄イオンおよびカルシウムイオン、並びに窒素イオン及び硫黄イオンの少なくとも一方を含んでなり、層状構造を呈する複合金属水酸化物を具える。
次に、上記水質浄化材料の製造方法について説明する。上記水質浄化材料は、基本的に、カルシウムを含む化合物と鉄を含む化合物とを水熱反応させることにより製造することができる。ここで原料として用いることができる化合物は特に限定されるものではないが、例えば、カルシウムまたは鉄の、塩化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩などが挙げられる。このとき、反応溶液のpHはアルカリ性であることが好ましい。このような反応は、常圧下で行うほか、オートクレーブなどを利用して高圧下で行うこともできる。
本実施形態における水質浄化材料の使用方法、すなわち、前記水質浄化材料を利用した水質浄化方法について説明する。
硝酸カルシウムと硝酸鉄(III)とがCa/Feモル比=5.25の割合となるように純水に混合し、NaOH溶液で溶液がアルカリ性になるように調整しながら溶解させて200mLの溶液を得た。次に、溶液を80℃〜100℃に保ちながら数時間保持して沈殿物を生成させた。最後に、生成した沈殿物を濾別して洗浄し、90℃〜100℃で数時間乾燥して供試体1とした。供試体1は、カルシウムと鉄との複合金属水酸化物であり、一般式[Ca0.84Fe0.16(OH)m](NO3 −)0.16で表すことができることをICP発光分光法およびイオンクロマトグラフ法により確認した。また、この複合金属水酸化物が層状構造を有していることをX線回折法により確認した。
原料として、硝酸カルシウムと硝酸鉄(III)とがCa/Feモル比=4.9となるように調整した他は実施例1と同様の方法により供試体2を得た。供試体2は、一般式[Ca0.83Fe0.17(OH)m](NO3 −)0.17で表すことができる複合金属水酸化物であること、および層状構造を有していることを実施例1と同様の方法により確認した。この供試体2を用いて実施例1と同様の方法で水質浄化処理を行った。得られた結果は表1に示す通りであった。
原料として、硝酸カルシウムおよび硫酸カルシウムと硝酸鉄(III)がおよび硫酸カルシウム(III)をCa/Feモル比=4.6となるように調整した他は実施例1と同様の方法により供試体3を得た。供試体3は、一般式[Ca0.82Fe0.18(OH)m](SO42− 0.2NO3 − 0.6)0.18で表すことができる複合金属水酸化物であること、および層状構造を有していることを実施例1と同様の方法により確認した。この供試体3を用いて実施例1と同様の方法で水質浄化処理を行った。得られた結果は表1に示す通りであった。
原料として、硝酸カルシウムと硝酸鉄(III)とがCa/Feモル比=4.0となるように調整した他は実施例1と同様の方法により供試体4を得た。供試体4は、一般式[Ca0.80Fe0.20(OH)m](NO3 −)0.20で表すことができる複合金属水酸化物であること、および層状構造を有していることを実施例1と同様の方法により確認した。この供試体4を用いて実施例1と同様の方法で水質浄化処理を行った。得られた結果は表1に示す通りであった。
原料として、硝酸カルシウムと硝酸鉄(III)とがCa/Feモル比=3.0となるように調整した他は実施例1と同様の方法により供試体5を得た。供試体5は、一般式[Ca0.75Fe0.25(OH)m](NO3 −)0.25で表すことができる複合金属水酸化物であること、および層状構造を有していることを実施例1と同様の方法により確認した。この供試体5を用いて実施例1と同様の方法で水質浄化処理を行った。得られた結果は表1に示す通りであった。
原料として、硝酸カルシウムおよび硫酸カルシウムと硝酸鉄(III)がおよび硫酸カルシウム(III)がCa/Feモル比=2.9となるように調整した他は実施例1と同様の方法により供試体6を得た。供試体6は、一般式[Ca0.74Fe0.26(OH)m](SO42− 0.25NO3 − 0.5)0.26で表すことができる複合金属水酸化物であること、および層状構造を有していることを実施例1と同様の方法により確認した。この供試体6を用いて実施例1と同様の方法で水質浄化処理を行った。得られた結果は表1に示す通りであった。
原料として、硝酸カルシウムと硝酸鉄(III)がCa/Feモル比=2.6となるように調整した他は実施例1と同様の方法により供試体7を得た。供試体7は、一般式[Ca0.72Fe0.28(OH)m](NO3 −)0.28で表すことができる複合金属水酸化物であること、および層状構造を有していることを実施例1と同様の方法により確認した。この供試体7を用いて実施例1と同様の方法で水質浄化処理を行った。得られた結果は表1に示す通りであった。
塩化マグネシウムと塩化アルミニウムをMg/Al=3.0となるように純水に混合し、NaOH溶液で溶液がアルカリ性になるように調整しながら溶解させて200mLの溶液を得た。次に、溶液を80℃〜100℃に保ちながら数時間保持して沈殿物を生成させた。最後に、生成した沈殿物を濾別して洗浄し、90℃〜100℃で数時間乾燥して供試体8とした。この供試体8はマグネシウムとアルミニウムとを含むハイドロタルサイトからなるものである。この供試体8を用いて実施例1と同様の方法で水質浄化処理を行った。得られた結果は表1に示す通りであった。
原料として、塩化マグネシウムと塩化アルミニウムとがMg/Al=2.0となるように調整した他は実施例1と同様の方法により供試体9を得た。供試体9は、マグネシウムとアルミニウムとを含むハイドロタルサイトからなるものである。この供試体9を用いて実施例1と同様の方法で水質浄化処理を行った。得られた結果は表1に示す通りであった。
原料として、硝酸カルシウムと硝酸鉄(III)とがCa/Feモル比=6.0となるように調整した他は実施例1と同様の方法により供試体10を得た。供試体10は、一般式[Ca0.86Fe0.14(OH)2]で表すことができる複合水金属酸化物であること、およびわずかに層状構造を有していることを実施例1と同様の方法により確認した。しかし、X線回折による分析では、水酸化カルシウム由来のピークが層状構造に由来するピークの1/2を超えていた。この供試体10を用いて実施例1と同様の方法で水質浄化処理を行った。得られた結果は表1に示す通りであった。
原料として、硝酸カルシウムと硝酸鉄(III)とがCa/Feモル比=2.3となるように調整した他は実施例1と同様の方法により供試体11を得た。供試体11は、一般式[Ca0.69Fe0.31(OH)2]で表すことができる複合水金属酸化物であること、およびわずかに層状構造を有していることを実施例1と同様の方法により確認した。しかし、X線回折による分析では、水酸化カルシウムおよび水酸化鉄由来それぞれのピークが層状構造に由来するピークの1/2を超えていた。この供試体11を用いて実施例1と同様の方法で水質浄化処理を行った。得られた結果は表1に示す通りであった。
Claims (5)
- ハイドロタルサイト構造を呈し、一般式:[Ca2+ 1−xFe3+ x(OH)m](SО4 2− yNO3 − 1−2y)x(0.16≦x≦0.28、0≦y≦0.25、1.6<m<2.3)で表される複合金属水酸化物と、
水酸化カルシウム及び水酸化鉄とを具え、
X線結晶構造解析によって測定される前記水酸化カルシウム及び水酸化鉄に起因するメインピーク強度が、前記複合金属水酸化物の前記層状構造に起因するメインピーク強度の0.44以下であることを特徴とする、水質浄化材料。 - 前記水酸化カルシウム及び水酸化鉄は、少なくとも前記複合金属水酸化物の表面に形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の水質浄化材料。
- 請求項1又は2に記載の水質浄化材料を排水に接触させ、前記排水中のリン含有物質を吸着することを特徴とする、水質浄化方法。
- 請求項1又は2に記載の水質浄化材料と、
前記水質浄化材料に吸着したリン含有化合物と、
を具えることを特徴とする、リン酸質肥料前駆体。 - 請求項1又は2に記載の水質浄化材料を排水に接触させ、前記排水中のリン含有物質を前記水質浄化材料に吸着させることによって、前記水質浄化材料と、前記水質浄化材料に吸着したリン含有化合物とを具えるリン酸質肥料前駆体を製造することを特徴とする、リン酸質肥料前駆体の製造方法。
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