JP7216461B1 - 重金属吸着剤、浄水材及び重金属吸着剤の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2:特開昭57-122932号公報
特許文献3:WO2006/082898A1
[1]体積基準におけるメジアン径が10.0μm以上であり且つ水銀圧入法により10nm~1000nmの細孔容積計算範囲について測定される細孔容積が0.1000cm3/g以下のゼオライトからなる重金属吸着剤。
[2]出力40Wで600秒間超音波処理した後の上記ゼオライトのメジアン径減少率が20%以下である、[1]に記載の重金属吸着剤。
[3]上記メジアン径が20.0μm以上50.0μm以下である、[1]又は[2]に記載の重金属吸着剤。
[4]上記細孔容積が0.0200cm3/g以下である、[1]~[3]のいずれかに記載の重金属吸着剤。
[5]上記ゼオライトは、A型ゼオライト、X型ゼオライト、Y型ゼオライト及びP型ゼオライトからなる群から選択される、[1]~[4]のいずれかに記載の重金属吸着剤。
[6]上記ゼオライトは、X型ゼオライトである、[1]~[5]のいずれかに記載の重金属吸着剤。
[7]上記重金属は、鉛、銅、亜鉛及びカドミウムからなる群から選択される1種以上の重金属である、[1]~[6]のいずれかに記載の重金属吸着剤。
[8]出力40Wで600秒間超音波処理した後の上記ゼオライトのメジアン径減少率が20%以下であり、
上記メジアン径が20.0μm以上50.0μm以下であり、
上記細孔容積が0.0200cm3/g以下であり、
上記ゼオライトはX型ゼオライトであり、且つ
上記重金属は、鉛、銅、亜鉛及びカドミウムからなる群から選択される1種以上の重金属である、[1]に記載の重金属吸着剤。
[9][1]~[8]のいずれかに記載の重金属吸着剤を含む浄水材。
[10][1]~[8]のいずれかに記載の重金属吸着剤の製造方法であって、
60℃~200℃の範囲の温度のゼオライト種結晶含有スラリーAへ、ケイ素含有化合物X及びアルミニウム含有化合物Yを同時に又は任意の順序で添加することを含み、
上記Xの添加は下記(1)を満たし、且つ、上記Yの添加は下記(2)を満たす、上記製造方法。
(1)Xの総添加量は、mol基準で、ゼオライト種結晶中のケイ素元素量に対するX中のケイ素元素量が3.5倍量以上となる量であり、
ゼオライト種結晶中のケイ素元素1mol量に対するX中のケイ素元素量基準で、Xの1時間当たりの添加量は5.00mol以下である。
(2)Yの総添加量は、mol基準で、ゼオライト種結晶中のアルミニウム元素量に対するY中のアルミニウム元素量が3.5倍以上となる量であり、
ゼオライト種結晶中のアルミニウム元素1mol量に対するY中のアルミニウム元素量基準で、Yの1時間当たりの添加量は5.00mol以下である。
本発明の一態様は、体積基準におけるメジアン径が10.0μm以上であり且つ水銀圧入法により10nm~1000nmの細孔容積計算範囲について測定される細孔容積が0.1000cm3/g以下のゼオライトからなる重金属吸着剤に関する。
以下、上記重金属吸着剤について、更に詳細に説明する。
上記重金属吸着剤は、上記範囲のメジアン径及び上記範囲の細孔容積を有するゼオライトからなる。ゼオライトは、アルミノケイ酸塩であって、規則的なチャンネル(管状細孔)とキャビティ(空洞)とを有する剛直な陰イオン性の骨格からなるアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む含水アルミノケイ酸塩であることができる。ゼオライトは、A型ゼオライト、X型ゼオライト、Y型ゼオライト、P型ゼオライト、T型ゼオライト、L型ゼオライト、β型ゼオライト、ZSM-5等の合成ゼオライトと、モルデナイト、クリノプチロライト、チャバサイト等の天然ゼオライトとに分類される。上記重金属吸着剤を構成するゼオライトは、好ましくは合成ゼオライトであることができ、A型ゼオライト、X型ゼオライト、Y型ゼオライト及びP型ゼオライトからなる群から選択されるゼオライトであることが好ましく、A型ゼオライト、X型ゼオライト及びP型ゼオライトからなる群から選択されるゼオライトであることがより好ましく、X型ゼオライトであることがより好ましい。
本発明及び本明細書における「メジアン径」は、体積基準におけるメジアン径である。「メジアン径」は、「D50」とも呼ばれ、レーザー回折・散乱式粒度分布測定法によって測定することができる。測定条件の具体例としては、以下の測定条件を挙げることができる。後述の実施例の欄に記載のメジアン径は、以下の測定条件下でレーザー回折・散乱式粒度分布測定法によって測定された値である。
測定装置:マイクロトラック・ベル社製 MT3300EXII
計算モード:MT3000II
基準:体積基準
透過性:透過
形状:非球形
溶媒:水
粒子屈折率:1.39
超音波処理:出力40W、時間120秒
流速:65%
本発明及び本明細書における「細孔容積」は、水銀圧入法により10nm~1000nmの細孔容積計算範囲について測定される細孔容積である。測定条件の具体例としては、以下の測定条件を挙げることができる。後述の実施例の欄に記載の細孔容積は、以下の測定条件下で水銀圧入法により測定された値である。
測定装置:Quanta Chrome社製Pore Master 60-GT
試料量:約0.3~0.4g
サンプルセル:スモールセル(10φ×30mm)
測定範囲:20psia~60000psia(10μm~0.0036μm)
細孔容積計算範囲:10~1000nm(0.01μm~1μm)
ゼオライトについて、物理的強度が高いことは、先に記載したような浄水器フィルターからのゼオライトの微細粒子の流出を低減する観点から好ましい。ゼオライトの物理的強度の指標としては、以下の方法によって求められるメジアン径減少率を挙げることができる。
超音波処理条件のみ以下の表1に記載の条件に変更する点以外、先に具体例として挙げたメジアン径の測定条件と同条件で、超音波無処理条件下におけるメジアン径A値及び5回超音波処理後のメジアン径B値をそれぞれ測定する。A値の測定に際しては、超音波の出力を0Wとし、流速は先に記載の通り65%とする。B値の測定に際しては、表1に示す超音波処理条件での超音波処理を合計5回実施する。したがって、超音波処理時間は合計600秒である。B値の測定に際しても、流速は先に記載の通り65%とする。測定されたA値及びB値から、下記計算式によってメジアン径減少率(単位:%)を求める。こうして求められるメジアン径減少率を、「出力40Wで600秒間超音波処理した後のメジアン径減少率」又は単に「メジアン径減少率」と記載する。
メジアン径減少率=[(A-B)/A]×100
本発明の一態様は、上記重金属吸着剤を含む浄水材に関する。かかる浄水材は、上記重金属吸着剤のみからなるものでもよく、重金属吸着剤と他の成分の1種以上とを含むものでもよい。例えば、上記浄水材の一形態としては、上記重金属吸着剤を活性炭フィルターに混合させた浄水器フィルターを挙げることができる。上記浄水材の詳細については、ゼオライトを含む浄水材に関する公知技術を適用することができる。
本発明の一態様は、上記重金属吸着剤の製造方法に関する。上記製造方法は、60℃~200℃の範囲の温度のゼオライト種結晶含有スラリーAへ、ケイ素含有化合物X及びアルミニウム含有化合物Yを添加することを含む。更に、上記Xの添加は下記(1)を満たし、且つ、上記Yの添加は下記(2)を満たす。
(1)Xの総添加量は、mol基準で、ゼオライト種結晶中のケイ素元素量に対するX中のケイ素元素量が3.5倍量以上となる量であり、
ゼオライト種結晶中のケイ素元素1mol量に対するX中のケイ素元素量基準で、Xの1時間当たりの添加量は5.00mol以下である。
(2)Yの総添加量は、mol基準で、ゼオライト種結晶中のアルミニウム元素量に対するY中のアルミニウム元素量が3.5倍以上となる量であり、
ゼオライト種結晶中のアルミニウム元素1mol量に対するY中のアルミニウム元素量基準で、Yの1時間当たりの添加量は5.00mol以下である。
スラリーAは、ゼオライト種結晶を含有する。ゼオライト種結晶は、合成ゼオライトであってもよく天然ゼオライトであってもよく、合成ゼオライト及び天然ゼオライトからなる群から選択される1種以上のゼオライトであることができる。合成ゼオライトは、工業的に製造可能であり且つ一般に純度が高いため、ゼオライト種結晶としては合成ゼオライトが好ましい。ゼオライト種結晶の骨格構造が、製造すべき目的のゼオライトの骨格構造と同じであることが、目的のゼオライト以外の副生物の生成を抑えることができる点から好ましい。例えば、A型ゼオライトを製造するためには種結晶としてA型ゼオライトを用いることが好ましく、X型ゼオライトを製造するためには種結晶としてX型ゼオライトを用いることが好ましい。スラリーは液体と固体との混合物であり、スラリーAは、固体として少なくともゼオライト種結晶を含有する。スラリーAの液体は、水を含むことが好ましく、水であることがより好ましい。
ケイ素含有化合物Xとしては、ゼオライト製造のために一般に使用されているケイ素含有化合物を何ら制限なく使用できる。好ましいケイ素含有化合物としては、ケイ酸ナトリウム(「ケイ酸ソーダ」又は「水ガラス」とも呼ばれる)、ケイ酸カリウム、コロイダルシリカ、シリカパウダー等を挙げることができる。ケイ素含有化合物としては、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の割合で併用してもよい。
アルミニウム含有化合物Yとしては、ゼオライト製造のために一般に使用されているアルミニウム含有化合物を何ら制限なく使用できる。好ましいアルミニウム含有化合物としては、水酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム(「アルミン酸ソーダ」とも呼ばれる)、アルミナゲル等を挙げることができる。アルミニウム含有化合物としては、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の割合で併用してもよい。
ゼオライト種結晶以外の原料である、液体(好ましくは水)、ケイ素含有化合物X及びアルミニウム含有化合物Yの使用量、並びに、任意に使用されるアルカリ金属化合物の使用量は、目的のゼオライトの種類に応じて設定することができる。例えば、ゼオライトの製造のための液体として水を使用し、且つ、アルカリ金属化合物としてナトリウム含有化合物を使用する場合には、好ましくは以下の表2に記載されているモル比の範囲内で適宜設定できる。表2中、括弧内には、より好ましい範囲が記載されている。表2に記載のモル比の算出のためには、ゼオライト種結晶由来の成分は考慮しないものとする。即ち、ナトリウム含有化合物におけるナトリウム含有量はNa2O換算の値として、ケイ素含有化合物Xにおけるケイ素含有量は含SiO2換算の値として、アルミニウム含有化合物Yにおけるアルミニウム含有量はAl2O3換算の値として、それぞれ算出するものとする。各換算値は、各原料化合物における各元素の含有量から計算により求めることができる。
スラリーAへのケイ素含有化合物Xの添加及びアルミニウム含有化合物Yの添加は、同時に又は任意の順序で行われる。ケイ素含有化合物Xは、スラリーAへそのまま液体又は固体の状態で添加してもよく、ケイ素含有化合物Xを溶媒と混合した溶液としてスラリーAへ添加してもよい。アルミニウム含有化合物Yも、スラリーAへ液体又は固体としてそのまま添加してもよく、アルミニウム含有化合物Yを溶媒と混合した溶液としてスラリーAへ添加してもよい。
(1)Xの総添加量は、mol基準で、ゼオライト種結晶中のケイ素元素量に対するX中のケイ素元素量(「X(Si)/A(Si)」とも記載する。)が3.5倍量以上となる量であり、
ゼオライト種結晶中のケイ素元素1mol量に対するX中のケイ素元素量基準で、Xの1時間当たりの添加量(「1時間当たりのX(Si)添加量」とも記載する。)は5.00mol以下である。
(2)Yの総添加量は、mol基準で、ゼオライト種結晶中のアルミニウム元素量に対するY中のアルミニウム元素量(「Y(Al)/A(Al)」とも記載する。)が3.5倍以上となる量であり、
ゼオライト種結晶中のアルミニウム元素1mol量に対するY中のアルミニウム元素量基準で、Yの1時間当たりの添加量(「1時間当たりのY(Al)添加量」とも記載する。)は5.00mol以下である。
スラリーAへのケイ素含有化合物Xの添加は、「1時間当たりのX(Si)添加量」が5.00mol以下であれば、添加中、一定の添加速度で行ってもよく、添加中に添加速度が変化してもよい。また、添加開始からXの総添加量の添加が終了するまでの間、添加を停止することなく継続してもよく、添加を停止する期間が含まれてもよい。
添加開始から1時間後または1時間超後にXの総添加量の添加が終了する場合、添加開始時をTstartとし、Xの総添加量の添加終了時をTendとして、TstartからTendまでの間の任意の1時間の間に添加されたXの量(ゼオライト種結晶中のケイ素元素1mol量に対するX中のケイ素元素量基準)を、「1時間当たりのX(Si)添加量」とする。上記の任意の1時間は、添加実施期間のみの場合もあり、添加停止時間と添加実施期間とを含む場合もあり、添加停止期間のみの場合もある。一例として、添加開始から80分後にXの総添加量の添加が終了する場合、上記の任意の1時間は、例えば、添加開始(0分)から60分後までの期間であることもでき、添加開始10分後から70分後までの期間であることもでき、添加開始20分後から80分後までの期間であることもできる。添加開始から1時間後または1時間超後にXの総添加量の添加が終了する場合、本発明および本明細書において、「1時間当たりのX(Si)添加量が5.00mol以下」とは、添加開始から添加終了までの間のどの時点を起点とする1時間についても、その1時間の間に添加されるXの量(ゼオライト種結晶中のケイ素元素1mol量に対するX中のケイ素元素量基準)が5.00mol以下であることをいうものとする。
一方、添加開始から1時間未満のT分後(したがって「T分」は60分未満)にXの総添加量の添加が終了する場合、本発明および本明細書において、「1時間当たりのX(Si)添加量が5.00mol以下」とは、T分間で添加されたXの総量をxmol(ゼオライト種結晶中のケイ素元素1mol量に対するX中のケイ素元素量基準)とすると、「x×60/T」により算出される値が5.00mol以下であることをいうものとする。例えば、添加開始から30分後にXの総添加量の添加が終了し、この30分間で2.00mol(ゼオライト種結晶中のケイ素元素1mol量に対するX中のケイ素元素量基準)のXを添加した場合、「x×60/30」は、「2.00×60/30」=4.00molであるから、1時間当たりのX(Si)添加量は4.00molとなる。上記のT分間は、添加実施期間のみの場合もあり、添加停止時間と添加実施期間とを含む場合もある。
スラリーAへのアルミニウム含有化合物Yの添加は、「1時間当たりのY(Al)添加量」が5.00mol以下であれば、添加中、一定の添加速度で行ってもよく、添加中に添加速度が変化してもよい。また、添加開始からYの総添加量の添加が終了するまでの間、添加を停止することなく継続してもよく、添加を停止する期間が含まれてもよい。
添加開始から1時間後または1時間超後にYの総添加量の添加が終了する場合、添加開始時をTstartとし、Xの総添加量の添加終了時をTendとして、TstartからTendまでの間の任意の1時間の間に添加されたYの量(ゼオライト種結晶中のアルミニウム元素1mol量に対するY中のアルミニウム元素量基準)を、「1時間当たりのY(Al)添加量」とする。上記の任意の1時間は、添加実施期間のみの場合もあり、添加停止時間と添加実施期間とを含む場合もあり、添加停止期間のみの場合もある。一例として、添加開始から80分後にYの総添加量の添加が終了する場合、上記の任意の1時間は、例えば、添加開始(0分)から60分後までの期間であることもでき、添加開始10分後から70分後までの期間であることもでき、添加開始20分後から80分後までの期間であることもできる。添加開始から1時間後または1時間超後にYの総添加量の添加が終了する場合、本発明および本明細書において、「1時間当たりのY(Al)添加量が5.00mol以下」とは、添加開始から添加終了までの間のどの時点を起点とする1時間についても、その1時間の間に添加されるYの量(ゼオライト種結晶中のアルミニウム元素1mol量に対するY中のアルミニウム元素量基準)が5.00mol以下であることをいうものとする。
一方、添加開始から1時間未満のT分後(したがって「T分」は60分未満)にYの総添加量の添加が終了する場合、本発明および本明細書において、「1時間当たりのY(Al)添加量が5.00mol以下」とは、T分間で添加されたYの総量をymol(ゼオライト種結晶中のアルミニウム元素1mol量に対するY中のアルミニウム元素量基準)とすると、「y×60/T」により算出される値が5.00mol以下であることをいうものとする。例えば、添加開始から30分後にYの総添加量の添加が終了し、この30分間で2.00mol(ゼオライト種結晶中のアルミニウム元素1mol量に対するY中のアルミニウム元素量基準)のYを添加した場合、「y×60/30」は、「2.00×60/30」=4.00molであるから、1時間当たりのY(Al)添加量は4.00molとなる。上記のT分間は、添加実施期間のみの場合もあり、添加停止時間と添加実施期間とを含む場合もある。
<スラリーAの調製>
ゼオライト種結晶として70gのX型ゼオライト(シナネンゼオミック社製、ケイ素元素含有量:17.7質量%,アルミニウム元素含有量:15.1質量%)を2468gの水中に分散させ、次いで357gの48質量%水酸化ナトリウム溶液(トクヤマ社製、ナトリウム含有量(Na2O換算):37.2質量%)を添加してスラリーAを得た。
ケイ素元素含有化合物Xとして3号ケイ酸ソーダ(富士化学社製、ケイ素含有量(SiO2換算):29.1質量%、ナトリウム含有量(Na2O換算):9.4質量%)を、アルミニウム元素含有化合物Yとしてアルミン酸ソーダ(浅田化学工業社製、アルミニウム含有量(Al2O3換算):19質量%、ナトリウム含有量(Na2O換算):19.5質量%)を使用した。
ホットプレートにて90℃(表3中、「添加温度」)に加温されたスラリーAに、ケイ酸ソーダ及びアルミン酸ソーダを同時に別々の定量ポンプを用いて表3に記載の添加条件にてスラリーAに添加した(添加停止期間:なし、添加実施中の添加速度:一定)。添加中、スラリーAをスリーワンモーターにより撹拌し、スラリーAの温度は添加温度(90℃)に保持した。ケイ酸ソーダの総添加量が「(X(Si)/A(Si))」として表3に示す量に到達し、アルミン酸ソーダの総添加量が「(Y(Al)/A(Al))」として表3に示す量に到達した時点で、ケイ酸ソーダの添加とアルミン酸ソーダの添加を同時に終了した。添加終了後、混合物の液温を添加温度(90℃)で1時間保持した後、ろ過及び水洗を行い、更に乾燥処理を行ってゼオライト粒子を得た。
表3に記載の項目を表3に示すように変更した点以外、実施例1について記載した方法によってゼオライト粒子を得た。
スラリーAとして以下の方法によって調製したスラリーAを使用し、且つ、表3に記載の項目を表3に示すように変更した点以外、実施例1について記載した方法によってゼオライト粒子を得た。
<スラリーAの調製>
ゼオライト種結晶として63gのP型ゼオライト(シナネンゼオミック社製、ケイ素元素含有量:20.8質量%,アルミニウム元素含有量:12.4質量%)を1732gの水中に分散させ、次いで75gの48質量%水酸化ナトリウム溶液を添加してスラリーAを得た。
スラリーAとして以下の方法によって調製したスラリーAを使用し、且つ、表3に記載の項目を表3に示すように変更した点以外、実施例1について記載した方法によってゼオライト粒子を得た。
<スラリーAの調製>
ゼオライト種結晶として129gのA型ゼオライト(シナネンゼオミック社製、ケイ素元素含有量:15.6質量%,アルミニウム元素含有量:15.4質量%)を1197gの水中に分散させ、次いで2619gの48質量%水酸化ナトリウム溶液を添加してスラリーAを得た。
表3に記載の項目を表3に示すように変更し、ケイ酸ソーダ及びアルミン酸ソーダの添加を、添加開始から1時間(第一添加期間)は一定の添加速度で実施し、その後1時間は停止し、更にその後1時間(第二添加期間)は一定の添加速度で実施した以外、実施例1について記載した方法によってゼオライト粒子を得た。
ゼオライト種結晶を0gとした点以外は実施例1について記載した方法によってゼオライト粒子を得た。X及びYについて、添加速度及び総添加量は実施例1と同じとした。但し、比較例1ではゼオライト種結晶を使用しなかったため、スラリーA中のゼオライト種結晶に含まれるケイ素元素量又はアルミニウム元素量に対して算出される、表3に記載の添加速度及び総添加量は算出不可である。
表3に記載の項目を表3に示すように変更した点以外、実施例1について記載した方法によってゼオライト粒子を得た。
以下に記載の方法によって、バインダを用いたX型ゼオライトを造粒した。
600gのX型ゼオライト粒子(シナネンゼオミック社製、粒径:3μm)を1063gの水に分散し、更にバインダ成分として333gのコロイダルシリカ(日産化学工業社製スノーテックスST-30)を加えてスラリーCを得た。得られたスラリーCをスプレードライヤー(大川原化工機社製、型式:L-8)を用いて噴霧造粒し、ゼオライト造粒物を得た。
以下に記載の方法によって、バインダレスX型ゼオライトを調製した。
比較例5で得られたゼオライト造粒物50gを、アルミン酸ナトリウム粉末(キシダ化学社製)6g、48質量%水酸化ナトリウム溶液58g及び水175gが入ったプラスチック製容器に加え、静置下で17時間液温85℃に加熱し、ゼオライト粒子中のバインダ成分がゼオライトに変換されたバインダレスゼオライトを得た。
以下に記載の方法によって、市販のバインダレスX型ゼオライトの粉砕物を得た。
市販のバインダレスX型ゼオライト粒状品(Z-ケミカル社製ZCI10-22)を粗粉砕し、100メッシュと300メッシュの篩を用いて、約45~150μmの粒度を有するゼオライト粒子を得た。
<メジアン径、細孔容積、メジアン径減少率>
実施例1~7及び比較例1~7のそれぞれについて、先に記載した方法によって、メジアン径、細孔容積及びメジアン径減少率を求めた。結果を表4に示す。
実施例1~8及び比較例1~7のそれぞれについて、以下の方法によってアルミニウム量を定量した。結果を表4に示す。表4に示すように、実施例1~7について、比較例1~7と比べて、アルミニウム量が少ないことが確認された。かかる結果は、実施例1~7のゼオライト粒子では、水との接触による粒子の崩壊が抑制されていることを示している。
ゼオライト粒子5gと活性炭(興和化学社製)50gとをミキサーで混合した。得られた混合物を、模擬水道水(JIS S3200-7:2010に規定されている浸出液:pH7.0±0.1、硬度45±5mg/L、アルカリ度35±5mg/L、残留塩素0.3mg±0.1mg/L)300mlが入ったビーカーに投入し、プロペラ式撹拌機にて24時間撹拌した。24時間後、アドバンテック社製No.5Aろ紙(孔径7μm)にて固液分離を行い、ろ過液中のアルミニウム含有量を原子吸光光度法にて定量し、濃度(単位:ppb(質量基準))を算出した。結果を表4に示す。
表5に示す実施例及び比較例のそれぞれについて、以下の方法によって鉛吸着試験を行った。結果を表5に示す。
ポリプロピレン製容器に、吸着剤(ゼオライト粒子)を50mg秤量し、そこに10000ppb(質量基準)の鉛イオンを含む模擬水道水500mlを添加し、プロペラ式撹拌機を用いて24時間、撹拌(回転数:150rpm)した(吸着処理)。
24時間撹拌した後、メンブランフィルター(孔径:0.45μm)を用いて固液分離を行い、分離した液体中の鉛イオン濃度を原子吸光光度計で測定した。下記の計算式にしたがい鉛除去率を求めた。
鉛除去率(%)=((a-b)/a)×100(%)
a:吸着剤添加前の鉛イオン濃度(10000ppb)
b:吸着剤を添加し24時間撹拌(吸着処理)した後の鉛イオン濃度
ポリプロピレン製容器に、実施例1の吸着剤(ゼオライト粒子)を50mg秤量し、そこに2500ppb(質量基準)の銅イオン、亜鉛イオン又はカドミウムイオンのいずれかを含む模擬水道水500mlを添加し、プロペラ式撹拌機を用いて24時間、撹拌(回転数:150rpm)した(吸着処理)。
24時間撹拌した後、メンブランフィルター(孔径:0.45μm)を用いて固液分離を行い、分離した液体中の銅イオン、亜鉛イオン又はカドミウムイオン濃度を原子吸光光度計で測定した。下記の計算式にしたがい鉛除去率を求めた。結果を表6に示す。
除去率(%)=((a-b)/a)×100(%)
a:吸着剤添加前の金属イオン濃度(2500ppb)
b:吸着剤を添加し24時間撹拌(吸着処理)した後の金属イオン濃度
Claims (10)
- 体積基準におけるメジアン径が10.0μm以上であり且つ水銀圧入法により10nm~1000nmの細孔容積計算範囲について測定される細孔容積が0.1000cm3/g以下のゼオライトからなる重金属吸着剤。
- 出力40Wで600秒間超音波処理した後の前記ゼオライトのメジアン径減少率が20.0%以下である、請求項1に記載の重金属吸着剤。
- 前記メジアン径が20.0μm以上50.0μm以下である、請求項1に記載の重金属吸着剤。
- 前記細孔容積が0.0200cm3/g以下である、請求項1に記載の重金属吸着剤。
- 前記ゼオライトは、A型ゼオライト、X型ゼオライト、Y型ゼオライト及びP型ゼオライトからなる群から選択される、請求項1に記載の重金属吸着剤。
- 前記ゼオライトは、X型ゼオライトである、請求項1に記載の重金属吸着剤。
- 前記重金属は、鉛、銅、亜鉛及びカドミウムからなる群から選択される1種以上の重金属である、請求項1に記載の重金属吸着剤。
- 出力40Wで600秒間超音波処理した後の前記ゼオライトのメジアン径減少率が20.0%以下であり、
前記メジアン径が20.0μm以上50.0μm以下であり、
前記細孔容積が0.0200cm3/g以下であり、
前記ゼオライトはX型ゼオライトであり、且つ
前記重金属は、鉛、銅、亜鉛及びカドミウムからなる群から選択される1種以上の重金属である、請求項1に記載の重金属吸着剤。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載の重金属吸着剤を含む浄水材。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の重金属吸着剤の製造方法であって、
60℃~200℃の範囲の温度のゼオライト種結晶含有スラリーAへ、ケイ素含有化合物X及びアルミニウム含有化合物Yを同時に又は任意の順序で添加することを含み、
前記Xの添加は下記(1)を満たし、且つ、前記Yの添加は下記(2)を満たす、前記製造方法。
(1)Xの総添加量は、mol基準で、ゼオライト種結晶中のケイ素元素量に対するX中のケイ素元素量が3.5倍量以上となる量であり、
ゼオライト種結晶中のケイ素元素1mol量に対するX中のケイ素元素量基準で、Xの1時間当たりの添加量は5.00mol以下である。
(2)Yの総添加量は、mol基準で、ゼオライト種結晶中のアルミニウム元素量に対するY中のアルミニウム元素量が3.5倍以上となる量であり、
ゼオライト種結晶中のアルミニウム元素1mol量に対するY中のアルミニウム元素量基準で、Yの1時間当たりの添加量は5.00mol以下である。
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