JP7220894B2 - Metal adsorbent having dithiocarbamic acid group, method for producing the same, and method for extracting metal - Google Patents

Metal adsorbent having dithiocarbamic acid group, method for producing the same, and method for extracting metal Download PDF

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Description

本発明は、ジチオカルバミン酸基を有する金属吸着材とその製造方法に関する。更に、本発明は、ジチオカルバミン酸基を有する金属吸着材を用いた金属抽出方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a metal adsorbent having dithiocarbamic acid groups and a method for producing the same. Furthermore, the present invention relates to a metal extraction method using a metal adsorbent having dithiocarbamic acid groups.

工場排水等の溶液には、多数の重金属が含まれることがあり、それらの重金属が体内に蓄積されると、その毒性により中毒症状を引き起こすことが知られている。それら重金属を河川等の環境中に放出しないために、前記工場排水等の溶液はイオン交換樹脂に代表される吸着剤により処理されている。
一方、河川や海水等の水中には、レアメタル等の金属資源が溶解しており、資源の少ない我が国としては、より選択的に、又は、より効率的にそれらから金属資源を回収することができる金属吸着材等を必要としている。
Solutions such as factory effluent sometimes contain a large number of heavy metals, and it is known that when these heavy metals accumulate in the body, their toxicity causes symptoms of poisoning. In order not to release these heavy metals into the environment such as rivers, solutions such as the factory waste water are treated with adsorbents such as ion exchange resins.
On the other hand, metal resources such as rare metals are dissolved in water such as rivers and seawater, and in Japan, where resources are scarce, metal resources can be recovered from them more selectively or more efficiently. A metal adsorbent or the like is required.

代表的な金属吸着材として、ジチオカルバミン酸又はその塩は、硫黄原子を金属配位原子として有していることから、重金属に対するキレート能力が高く、窒素原子や酸素原子を金属配位原子とする官能基と比べて重金属に対する選択性に優れていることが知られている。例えば、特許文献1~2には、ジチオカルバミン酸基含有化合物からなる重金属固定化剤が開示されている。しかしながら、これらの重金属固定化剤は、低分子化合物であり、溶液に溶解して金属を吸着させるものであるため、吸着後に系中から分離を行うためには複雑な分離工程が必要であること、重金属を回収して再資源化することが困難である等の問題を有していた。 As a representative metal adsorbent, dithiocarbamic acid or its salt has a sulfur atom as a metal coordinating atom, so it has a high chelating ability for heavy metals, and has a functional group with a nitrogen atom or an oxygen atom as a metal coordinating atom. It is known to have excellent selectivity for heavy metals compared to groups. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose heavy metal immobilizing agents comprising dithiocarbamic acid group-containing compounds. However, these heavy metal immobilizing agents are low-molecular-weight compounds that dissolve in solutions to adsorb metals, so a complicated separation process is required to separate them from the system after adsorption. , it is difficult to recover and recycle heavy metals.

一方、上記問題を解決するために、高分子化合物に金属吸着能を付与させて金属吸着材とすることが知られており、例えば、特許文献3には、有機高分子繊維基材にイオン交換基及び/又はキレート基が導入されているフィルターカートリッジが開示されている。さらに、特許文献4には、セルロース系基材に、キレート形成基及び/又はイオン交換基が導入された吸着材が開示されている。そして、両者には、キレート基又はキレート形成基としてジチオカルバミン酸基が例示されているが、実際に合成されたこと、又は、どのように合成できるのか等、その具体的な化合物については何ら開示されていない。 On the other hand, in order to solve the above-mentioned problems, it is known to provide a metal adsorbent by imparting a metal adsorbing ability to a polymer compound. Filter cartridges incorporating groups and/or chelating groups are disclosed. Furthermore, Patent Document 4 discloses an adsorbent in which a chelate forming group and/or an ion exchange group are introduced into a cellulosic base material. In both publications, a dithiocarbamic acid group is exemplified as a chelate group or a chelate-forming group, but there is no disclosure of specific compounds such as that they were actually synthesized or how they can be synthesized. not

特開平8-224560号公報JP-A-8-224560 特開2004-352964号公報JP 2004-352964 A 特開2003-251118号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-251118 特開2009-13204号公報JP 2009-13204 A

ジチオカルバミン酸又はその塩は、重金属に対して優れた金属吸着能を有しているところ、これまで低分子化合物としての金属吸着剤は得られているものの、分離、回収が簡便である高分子化合物に導入したものは実際得られていなかった。 Dithiocarbamic acid or its salts have excellent metal adsorption capacity for heavy metals, and although metal adsorbents have been obtained as low-molecular-weight compounds so far, they are high-molecular compounds that are easy to separate and recover. was not actually obtained.

そこで、本発明の課題は、重金属等の金属の吸着性能に優れ、かつ特別な分離工程を必要とせずに回収可能な金属吸着材を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a metal adsorbent that has excellent adsorption performance for metals such as heavy metals and that can be recovered without requiring a special separation step.

本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、高分子基材にジチオカルバミン酸基を導入するにあたり、グラフト重合体及びジチオカルバミン酸基導入基を介して導入することにより、高分子基材にジチオカルバミン酸基を導入した金属吸着材が得られることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の金属吸着材、金属吸着材を製造する方法及び金属抽出方法である。
As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have found that, when introducing a dithiocarbamic acid group into a polymer base material, the dithiocarbamine The inventors have found that a metal adsorbent into which an acid group is introduced can be obtained, and completed the present invention.
That is, the present invention provides the following metal adsorbent, method for producing the metal adsorbent, and metal extraction method.

上記課題を解決するための本発明の金属吸着材は、高分子基材にジチオカルバミン酸基が導入されている金属吸着材であって、前記ジチオカルバミン酸基はグラフト重合体及びジチオカルバミン酸基導入基を介して導入されていることを特徴とする。
この特徴によれば、ジチオカルバミン酸基を含有し、重金属等の金属の吸着性能に優れ、かつ特別な分離工程を必要とせずに回収可能な金属吸着材を提供することができる。
The metal adsorbent of the present invention for solving the above problems is a metal adsorbent in which a dithiocarbamic acid group is introduced into a polymer base material, and the dithiocarbamic acid group is a graft polymer and a dithiocarbamic acid group-introduced group. It is characterized by being introduced through
According to this feature, it is possible to provide a metal adsorbent that contains dithiocarbamic acid groups, has excellent adsorption performance for metals such as heavy metals, and can be recovered without requiring a special separation step.

また、本発明の金属吸着材の一実施態様としては、前記ジチオカルバミン酸基導入基とジチオカルバミン酸基部分の構造は、下記式(1)で表される構造であることを特徴とする。

Figure 0007220894000001
(式(1)中、Xは、酸素原子又は窒素原子であり、n及びmは、アルキレン鎖の炭素原子数を表し、nは2以上の整数であり、mは0以上の整数である。Xが酸素原子である場合は、mは0である。また、mが0の場合は、窒素原子には水素原子が1つ置換されている。)
この特徴によれば、吸着対象の金属に合わせて、ジチオカルバミン酸基導入基の長さ等を設定することができる。 In one embodiment of the metal adsorbent of the present invention, the structures of the dithiocarbamic acid group-introducing group and the dithiocarbamic acid group portion are represented by the following formula (1).
Figure 0007220894000001
(In formula (1), X is an oxygen atom or a nitrogen atom, n and m represent the number of carbon atoms in the alkylene chain, n is an integer of 2 or more, and m is an integer of 0 or more. When X is an oxygen atom, m is 0. When m is 0, the nitrogen atom is substituted with one hydrogen atom.)
According to this feature, the length of the dithiocarbamic acid group-introducing group can be set according to the metal to be adsorbed.

また、本発明の金属吸着材の一実施態様としては、前記グラフト重合体は、(メタ)アクリル重合体、スチレン重合体、(メタ)アクリル-スチレン共重合体から選択される1種以上であることを特徴とする。
この特徴によれば、重合体のグラフト率によって、ジチオカルバミン酸基の導入量(ジチオカルバミン酸基密度)を制御することができる。
In one embodiment of the metal adsorbent of the present invention, the graft polymer is one or more selected from (meth)acrylic polymers, styrene polymers, and (meth)acrylic-styrene copolymers. It is characterized by
According to this feature, the introduction amount of dithiocarbamic acid groups (dithiocarbamic acid group density) can be controlled by the degree of grafting of the polymer.

本発明の金属吸着材を製造する方法は、下記の工程を備えることを特徴とする。
(i)活性化した高分子基材を準備する工程
(ii-1)前記高分子基材に対して、モノマーをグラフト重合させる工程
(iii-1)グラフト重合体に保護基を有するジチオカルバミン酸基導入化合物を反応させ、グラフト重合体に保護基を有するジチオカルバミン酸基導入基を結合させる工程
(iv)グラフト重合体に結合したジチオカルバミン酸基導入基から保護基を脱保護する工程
(v)ジチオカルバミン酸基導入基に二硫化炭素を反応させる工程
この特徴によれば、高分子基材にジチオカルバミン酸基を効率的に導入することができる。さらに、ジチオカルバミン酸基の導入量を向上させることができる。
A method for producing a metal adsorbent of the present invention is characterized by comprising the following steps.
(i) Step of preparing an activated polymer substrate (ii-1) Step of graft polymerizing a monomer onto the polymer substrate (iii-1) Dithiocarbamic acid group having a protective group on the graft polymer Step (iv) of reacting the introduced compound to bond a dithiocarbamate group-introducing group having a protecting group to the graft polymer (iv) Step of deprotecting the protecting group from the dithiocarbamic acid group-introducing group bonded to the graft polymer (v) Dithiocarbamic acid Step of Reacting Carbon Disulfide with Group-Introduced Group According to this feature, a dithiocarbamic acid group can be efficiently introduced into the polymer base material. Furthermore, the introduction amount of dithiocarbamic acid groups can be improved.

さらに、本発明の金属吸着材を製造する方法は、下記の工程を備えることを特徴とする。
(i)活性化した高分子基材を準備する工程
(ii-1)前記高分子基材に対して、モノマーをグラフト重合させる工程
(iii-2)グラフト重合体にジチオカルバミン酸基導入化合物を反応させ、グラフト重合体にジチオカルバミン酸基導入基を結合させる工程
(v)ジチオカルバミン酸基導入基に二硫化炭素を反応させる工程
この特徴によれば、高分子基材にジチオカルバミン酸基を導入することができる。
Furthermore, the method for producing the metal adsorbent of the present invention is characterized by comprising the following steps.
(i) Step of preparing an activated polymer substrate (ii-1) Step of graft polymerizing a monomer onto the polymer substrate (iii-2) Reacting a dithiocarbamic acid group-introducing compound to the graft polymer and bonding a dithiocarbamate group-introducing group to the graft polymer; (v) a step of reacting the dithiocarbamic acid group-introducing group with carbon disulfide. can.

さらに、本発明の金属吸着材を製造する方法は、下記の工程を備えることを特徴とする。
(i)活性化した高分子基材を準備する工程
(ii-2)前記高分子基材に対して、ジチオカルバミン酸基導入基を有するモノマーをグラフト重合させる工程
(v)ジチオカルバミン酸基導入基に二硫化炭素を反応させる工程
この特徴によれば、高分子基材にジチオカルバミン酸基を簡単かつ効率的に導入することができる。
Furthermore, the method for producing the metal adsorbent of the present invention is characterized by comprising the following steps.
(i) Step of preparing an activated polymer substrate (ii-2) Step of graft-polymerizing a monomer having a dithiocarbamate group-introduced group to the polymer substrate (v) To the dithiocarbamic acid group-introduced group Step of reacting carbon disulfide According to this feature, a dithiocarbamic acid group can be easily and efficiently introduced into the polymer base material.

また、本発明の金属吸着材を製造する方法の一実施態様としては、前記活性化した高分子基材は、放射線を照射して活性化した高分子基材であることを特徴とする。
この特徴によれば、高分子基材の形態が限定されず、繊維、織布、不織布、シート、フィルム等の高分子基材に対して、ジチオカルバミン酸基を導入することができる。
Moreover, one embodiment of the method for producing a metal adsorbent of the present invention is characterized in that the activated polymeric substrate is a polymeric substrate activated by irradiation with radiation.
According to this feature, the form of the polymer substrate is not limited, and the dithiocarbamic acid group can be introduced into the polymer substrate such as fiber, woven fabric, nonwoven fabric, sheet, and film.

本発明の金属を含む被処理体から、前記金属を抽出する金属抽出方法は、金属吸着材と前記被処理体を接触させる工程を含むことを特徴とする。
この特徴によれば、吸着後に系中から金属を吸着した金属吸着材の分離を行うための複雑な分離工程を必要としない金属抽出方法を提供することができる。
According to the present invention, there is provided a metal extraction method for extracting a metal from a metal-containing object to be treated, comprising the step of contacting the object to be treated with a metal adsorbent.
According to this feature, it is possible to provide a metal extraction method that does not require a complicated separation step for separating the metal adsorbent that has adsorbed the metal from the system after adsorption.

本発明によれば、重金属等の金属の吸着性能に優れ、かつ特別な分離工程を必要とせずに回収可能な金属吸着材を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the metal adsorbent which is excellent in the adsorption performance of metals, such as a heavy metal, and can be collect|recovered without requiring a special separation process can be provided.

本発明の金属吸着材を表す概略図である。It is a schematic diagram showing the metal adsorbent of the present invention. 本発明の実施例で得られた金属吸着材を表す概略図である。It is a schematic diagram showing a metal adsorbent obtained in an example of the present invention. 本発明における金属吸着材の製造方法(1)、(2)を表す概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the schematic showing the manufacturing method (1) and (2) of the metal adsorbent in this invention. 本発明における金属吸着材の製造方法(3)、(4)を表す概略図である。It is the schematic showing the manufacturing method (3) of the metal adsorbent in this invention, and (4).

[金属吸着材]
本発明の金属吸着材は、図1に示すように、高分子基材にジチオカルバミン酸基が導入されている金属吸着材であって、前記ジチオカルバミン酸基はグラフト重合体及びジチオカルバミン酸基導入基を介して導入されていることを特徴としている。
金属吸着材とは、液体中又は気体中に溶解又は分散している金属を吸着できる材料であり、吸着できる金属としては、例えば、鉄、鉛、ヒ素、セレン、ベリリウム、金、銀、銅、白金、亜鉛、パラジウム、コバルト、クロム、ニッケル、マンガン、カドミウム、モリブデン、タングステン、セシウム、ウラン、プルトニウム、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等が挙げられ、より好ましくは、鉛、銅、亜鉛、コバルト、ニッケル、マンガン、カドミウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムである。
[Metal adsorbent]
The metal adsorbent of the present invention is, as shown in FIG. It is characterized by being introduced through
A metal adsorbent is a material that can adsorb metal dissolved or dispersed in a liquid or gas. Platinum, zinc, palladium, cobalt, chromium, nickel, manganese, cadmium, molybdenum, tungsten, cesium, uranium, plutonium, titanium, zirconium, magnesium, calcium, strontium, barium and the like, more preferably lead, copper, These are zinc, cobalt, nickel, manganese, cadmium, magnesium, calcium, strontium and barium.

本発明の金属吸着材は、下記試験手順における鉛吸着容量が、好ましくは0.001mmol/g以上である。下限値としては、より好ましくは、0.01mmol/g以上であり、さらに好ましくは0.1mmol/g以上であり、特に好ましくは0.25mmol/g以上であり、より特に好ましくは0.50mmol/g以上であり、さらに特に好ましくは1mmol/g以上である。ここで、鉛吸着容量とは、本発明の金属吸着材1gあたりの、鉛イオンの吸着量である。
試験手順としては、本発明の金属吸着材50mgを100ppm鉛含有水溶液(硝酸鉛を水に溶解させた水溶液)50mLに室温(25℃)にて24時間浸漬し、浸漬後、前記金属吸着材を取り出し、水溶液中に残存する鉛濃度について誘導結合プラズマ発光分析装置(ICP-OES)を用いて測定する。金属吸着材の鉛吸着容量は金属吸着材の浸漬前後における鉛濃度の変化量から算出する。
The metal adsorbent of the present invention preferably has a lead adsorption capacity of 0.001 mmol/g or more in the following test procedure. The lower limit is more preferably 0.01 mmol/g or more, still more preferably 0.1 mmol/g or more, particularly preferably 0.25 mmol/g or more, and most preferably 0.50 mmol/g. g or more, and more preferably 1 mmol/g or more. Here, the lead adsorption capacity is the adsorption amount of lead ions per 1 g of the metal adsorbent of the present invention.
As a test procedure, 50 mg of the metal adsorbent of the present invention was immersed in 50 mL of a 100 ppm lead-containing aqueous solution (an aqueous solution in which lead nitrate was dissolved in water) at room temperature (25 ° C.) for 24 hours. It is taken out, and the concentration of lead remaining in the aqueous solution is measured using an inductively coupled plasma emission spectrometer (ICP-OES). The lead adsorption capacity of the metal adsorbent is calculated from the amount of change in lead concentration before and after immersion in the metal adsorbent.

(高分子基材)
本発明の金属吸着材において、高分子基材としては、高分子化合物から成形された材料であれば、形態等は限定されない。具体的には、例えば、繊維、繊維の集合体である織布又は不織布、フィルム、多孔質体等の形態が挙げられ、材料の表面積が大きくなるほど、溶液との接触面積も大きくでき、効率的に金属吸着を行えるという理由から、好ましくは繊維、繊維の集合体である織布、又は不織布である。
繊維の平均繊維径としては、特に限定されないが、好ましく0.1~200μmである。下限値としては、より好ましくは1.0μm以上であり、さらに好ましくは2.0μm以上である。上限値としては、より好ましくは100μm以下であり、さらに好ましくは30μm以下である。
繊維の平均繊維径を上記範囲内とすることで、より金属吸着能に優れた金属吸着材とすることができる。
(Polymer base material)
In the metal adsorbent of the present invention, the polymer base material is not limited in form, etc., as long as it is a material molded from a polymer compound. Specifically, for example, there are forms such as fibers, woven fabrics or non-woven fabrics that are aggregates of fibers, films, porous bodies, etc. The larger the surface area of the material, the larger the contact area with the solution, and the more efficient it is. Fibers, woven fabrics that are aggregates of fibers, or non-woven fabrics are preferred because they can adsorb metals easily.
Although the average fiber diameter of the fibers is not particularly limited, it is preferably 0.1 to 200 μm. The lower limit is more preferably 1.0 μm or more, and still more preferably 2.0 μm or more. The upper limit is more preferably 100 µm or less, and still more preferably 30 µm or less.
By setting the average fiber diameter of the fibers within the above range, it is possible to obtain a metal adsorbent having a more excellent metal adsorbing ability.

高分子基材に用いられる高分子化合物としては、特に限定されず、上記形態に成形できるものであればよい。例えば、石油系高分子、天然高分子などの種々の高分子化合物を採用し得る。具体的には、石油系高分子化合物として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸等の(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンエーテル、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスリフィド、ポリアミド、ポリイミド、環状オレフィン系樹脂、等が挙げられる。或いはまた、キチン、キトサン、セルロース、デンプン等の天然高分子等が挙げられる。ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂が好ましい。 The polymer compound used for the polymer substrate is not particularly limited as long as it can be molded into the above-described shape. For example, various polymer compounds such as petroleum-based polymers and natural polymers can be used. Specifically, petroleum-based polymer compounds include, for example, polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, (meth)acrylic acid resins such as polyacrylic acid and polymethacrylic acid, polystyrene, polybutadiene, polyisoprene, polycarbonate, and polyester. , polyphenylene ether, polyketone, polyetherketone, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyamide, polyimide, cyclic olefin resin, and the like. Alternatively, natural polymers such as chitin, chitosan, cellulose, starch, and the like are included. Polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene are preferred.

(グラフト重合体)
本発明の金属吸着材において、グラフト重合体は、特に限定されないが、好ましくは前記高分子基材に対してグラフト重合、具体的には放射線グラフト重合により重合体を形成することができるモノマーからなる重合体である。前記モノマーとしては、好ましくはグラフト重合可能な基(以下、グラフト重合性基という。)を有し、かつ、ジチオカルバミン酸基導入化合物と反応することが可能な基(以下、導入化合物反応基という。)を有するモノマーである。
前記グラフト重合性基としては、好ましくは不飽和基であり、より好ましくはアリル基、ビニル基、(メタ)アクリル基等である。
また、導入化合物反応基としては、特に限定されないが、好ましくはエポキシ基、オキセタニル基等の環状エーテル含有基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素からなるハロゲン基、水酸基、アルコキシ基等の基であり、より好ましくはグリシジル基である。
前記モノマーとしては、具体的には、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸(3-エチルオキセタン-3-イル)、クロロメチルスチレン等が挙げられる。
前記グラフト重合体を介することで、高分子基材にジチオカルバミン酸基を簡単かつ効率的に導入することができる。
(graft polymer)
In the metal adsorbent of the present invention, the graft polymer is not particularly limited, but preferably consists of a monomer capable of forming a polymer by graft polymerization, specifically radiation graft polymerization, to the polymer base material. It is a polymer. The monomer preferably has a group capable of graft polymerization (hereinafter referred to as a graft polymerizable group) and a group capable of reacting with the dithiocarbamic acid group-introduced compound (hereinafter referred to as an introduced compound reactive group. ).
The graft polymerizable group is preferably an unsaturated group, more preferably an allyl group, a vinyl group, a (meth)acrylic group, or the like.
The reactive group of the introduced compound is not particularly limited, but is preferably a cyclic ether-containing group such as an epoxy group or an oxetanyl group, a halogen group composed of fluorine, chlorine, bromine or iodine, a hydroxyl group, an alkoxy group or the like, A glycidyl group is more preferred.
Specific examples of the monomer include glycidyl methacrylate, (3-ethyloxetan-3-yl) methacrylate, chloromethylstyrene, and the like.
Through the graft polymer, dithiocarbamic acid groups can be easily and efficiently introduced into the polymer substrate.

・グラフト重合体のグラフト率
本発明の金属吸着材において、前記グラフト重合体の含有量(グラフト率)については、特に限定されないが、好ましくは50~400質量%である。下限値としては、より好ましくは100質量%以上であり、さらに好ましくは150質量%以上である。上限値としては、より好ましくは300質量%以下であり、さらに好ましくは250質量%である。
グラフト率を上記範囲内とすることで、基材の形態、形状を保持をしつつ、ジチオカルバミン酸基の導入率を大きくすることができる。よって、金属吸着材の金属吸着性能を向上させることができる。
ここで、グラフト率とは、高分子基材にグラフト重合した前記モノマーの質量増加分(%)をいい、下記算出式により求めることができる。
式;グラフト率:Dg(%)={(W-W)/W}×100
:グラフト重合前の高分子基材の質量[mg]
:グラフト重合後の高分子基材の質量[mg]
Grafting ratio of graft polymer In the metal adsorbent of the present invention, the content (grafting ratio) of the graft polymer is not particularly limited, but is preferably 50 to 400% by mass. The lower limit is more preferably 100% by mass or more, and still more preferably 150% by mass or more. The upper limit is more preferably 300% by mass or less, and still more preferably 250% by mass.
By setting the graft ratio within the above range, the introduction ratio of dithiocarbamic acid groups can be increased while maintaining the form and shape of the base material. Therefore, the metal adsorption performance of the metal adsorbent can be improved.
Here, the graft ratio refers to the mass increase (%) of the monomer graft-polymerized to the polymer substrate, and can be obtained by the following formula.
Formula; Graft rate: Dg (%) = {(W 1 -W 0 )/W 0 } x 100
W 0 : mass of polymer base before graft polymerization [mg]
W 1 : Mass [mg] of polymer base material after graft polymerization

(ジチオカルバミン酸基導入基)
本発明の金属吸着材において、ジチオカルバミン酸基導入基は、前記グラフト重合体にジチオカルバミン酸基を導入するための基であり、ジチオカルバミン酸基導入化合物からなる基である。
前記ジチオカルバミン酸基導入化合物は、特に限定されないが、好ましくは前記グラフト重合体の導入化合物反応基と反応可能な基を有し、かつ、ジチオカルバミン酸基の前駆体化合物である二硫化炭素と反応可能でかつジチオカルバミン酸基を形成可能な基を有している化合物である。好ましくは、前記ジチオカルバミン酸基導入化合物は、前記グラフト重合体の導入化合物反応基と反応可能な基を有し、かつ、1級又は2級アミノ基を有する。
導入化合物反応基と反応可能な基としては、好ましくはアミノ基、水酸基、アルコキシ基、ホルミル基、カルボニル基等の置換基であり、より好ましくはアミノ基又は水酸基である。
本発明の金属吸着材がジチオカルバミン酸基導入基を備えることで、より簡単かつ効率的にジチオカルバミン酸基を導入することができる。さらに、吸着対象の金属に合わせて、ジチオカルバミン酸基導入基の長さ等を設定することができる。
(Dithiocarbamic acid group-introducing group)
In the metal adsorbent of the present invention, the dithiocarbamic acid group-introducing group is a group for introducing a dithiocarbamic acid group into the graft polymer, and is a group composed of a dithiocarbamic acid group-introducing compound.
The dithiocarbamic acid group-introducing compound is not particularly limited, but preferably has a group capable of reacting with the reactive group of the introduced compound of the graft polymer, and is capable of reacting with carbon disulfide, which is a precursor compound of the dithiocarbamic acid group. and having a group capable of forming a dithiocarbamic acid group. Preferably, the dithiocarbamic acid group-introduced compound has a group capable of reacting with the reactive group of the introduced compound of the graft polymer and has a primary or secondary amino group.
The group capable of reacting with the reactive group of the introduced compound is preferably a substituent such as an amino group, a hydroxyl group, an alkoxy group, a formyl group, or a carbonyl group, and more preferably an amino group or a hydroxyl group.
By providing the metal adsorbent of the present invention with a dithiocarbamate group-introducing group, the dithiocarbamate group can be introduced more easily and efficiently. Furthermore, the length of the dithiocarbamic acid group-introducing group can be set according to the metal to be adsorbed.

前記ジチオカルバミン酸基導入基の具体例としては、好ましくはジアミノエチレン基、ジアミノプロピレン基、ジアミノヘキサメチレン基、N,N’-ジメチルジアミノエチレン基、トリアミノジエチレン基、テトラアミノトリエチレン基、ピペラジル基から選択される1種以上の基であり、より好ましくはピペラジル基である。特に、ピペラジル基のような環状ジアミン基をジチオカルバミン酸基導入基とすることで、耐熱性、耐酸性に優れた金属吸着材とすることができるためより好ましい。 Specific examples of the dithiocarbamic acid group-introducing group preferably include a diaminoethylene group, a diaminopropylene group, a diaminohexamethylene group, an N,N'-dimethyldiaminoethylene group, a triaminodiethylene group, a tetraaminotriethylene group and a piperazyl group. is one or more groups selected from, more preferably a piperazyl group. In particular, by using a cyclic diamine group such as a piperazyl group as a dithiocarbamic acid group-introduced group, a metal adsorbent having excellent heat resistance and acid resistance can be obtained, which is more preferable.

さらに、本発明の金属吸着材における、ジチオカルバミン酸基導入基とジチオカルバミン酸基部分の構造は、好ましくは下記式(1)で表される構造である。

Figure 0007220894000002
Furthermore, the structure of the dithiocarbamic acid group-introducing group and the dithiocarbamic acid group portion in the metal adsorbent of the present invention is preferably a structure represented by the following formula (1).
Figure 0007220894000002

上記式(1)中、Xは、酸素原子又は窒素原子である。
上記式中n及びmは、アルキレン鎖の炭素原子数を表し、好ましくはnは2以上の整数であり、mは0以上の整数である。Xが酸素原子である場合は、mは0である。また、mが0の場合は、窒素原子には水素原子が1つ置換されている。
nの上限値としては、より好ましくは30以下であり、さらに好ましくは20以下であり、特に好ましくは10以下である。
mの下限値としては、より好ましくは1以上であり、さらに好ましくは2以上である。上限値としては、より好ましくは30以下であり、さらに好ましくは20以下であり、特に好ましくは10以下である。
In formula (1) above, X is an oxygen atom or a nitrogen atom.
In the above formula, n and m represent the number of carbon atoms in the alkylene chain, preferably n is an integer of 2 or more and m is an integer of 0 or more. m is 0 when X is an oxygen atom. Further, when m is 0, one hydrogen atom is substituted for the nitrogen atom.
The upper limit of n is more preferably 30 or less, still more preferably 20 or less, and particularly preferably 10 or less.
The lower limit of m is more preferably 1 or more, and still more preferably 2 or more. The upper limit is more preferably 30 or less, still more preferably 20 or less, and particularly preferably 10 or less.

また、上記式(1)で表される基において、Xと窒素原子Nに挟まれたアルキレン鎖は、窒素原子、酸素原子からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含んでいてもよい。 In the group represented by the above formula (1), the alkylene chain sandwiched between X and the nitrogen atom N may contain at least one atom selected from the group consisting of a nitrogen atom and an oxygen atom. .

・ジチオカルバミン酸基導入基の導入率
本発明の金属吸着材において、前記ジチオカルバミン酸基導入基の導入率は特に限定されないが、好ましくは1%以上である。下限値としては、より好ましくは5%以上であり、さらに好ましくは25%以上であり、特に好ましくは50%以上であり、より特に好ましくは70%以上であり、さらに特に好ましくは80%以上であり、最も好ましくは90%以上である。
ジチオカルバミン酸基導入基の導入率が前記範囲以上であると、ジチオカルバミン酸基の導入量を向上させることができ、金属吸着材の金属吸着性能を向上させることができる。
ここで、ジチオカルバミン酸基導入基の導入率とは、前記グラフト重合体の導入化合物反応基の数量に対する、ジチオカルバミン酸基導入化合物の反応数量の割合によって、算出される値であり、下記算出式により求めることができる。
• Introduction rate of dithiocarbamate group-introducing group In the metal adsorbent of the present invention, the introduction rate of the dithiocarbamic acid group-introducing group is not particularly limited, but is preferably 1% or more. The lower limit is more preferably 5% or more, still more preferably 25% or more, particularly preferably 50% or more, still more preferably 70% or more, and even more preferably 80% or more. Yes, most preferably 90% or more.
When the introduction rate of the dithiocarbamate group-introducing group is at least the above range, the introduction amount of the dithiocarbamic acid group can be increased, and the metal adsorption performance of the metal adsorbent can be improved.
Here, the introduction ratio of the dithiocarbamate group-introduced group is a value calculated from the ratio of the reaction amount of the dithiocarbamate group-introduced compound to the number of reaction groups of the introduced compound of the graft polymer, and is calculated according to the following formula. can ask.

式;ジチオカルバミン酸基導入率[%]=
[(W-W)/Mw,spacer]/[(W-W)/Mw,monomer]×100
:グラフト重合前における高分子基材の質量[mg]
:グラフト重合後の高分子基材の質量[mg]
:ジチオカルバミン酸基導入基導入後の高分子基材の質量[mg]
Mw,monomer:グラフト重合に用いるモノマーの分子量(例えば、メタクリル酸グリシジル(GMA)を用いた場合の分子量は142.15g/molである。)
Mw,spacer:ジチオカルバミン酸基導入化合物の分子量(例えば、ピペラジン(PIP)を用いた場合の分子量は86.14g/molである。)
なお、保護基を有するジチオカルバミン酸基導入化合物を用いる場合は、上記式において、Mw,spacerの代わりに、下記で示すMw,protectを用いる。
Formula: Dithiocarbamic acid group introduction rate [%] =
[(W 2 −W 1 )/Mw, spacer ]/[(W 1 −W 0 )/Mw, monomer ]×100
W 0 : mass of polymer base before graft polymerization [mg]
W 1 : Mass [mg] of polymer base material after graft polymerization
W 2 : Mass [mg] of polymer substrate after introduction of dithiocarbamic acid group-introducing group
Mw, monomer : Molecular weight of monomer used for graft polymerization (for example, the molecular weight when glycidyl methacrylate (GMA) is used is 142.15 g/mol.)
Mw, spacer : Molecular weight of the dithiocarbamic acid group-introduced compound (for example, the molecular weight when piperazine (PIP) is used is 86.14 g/mol.)
When a dithiocarbamic acid group-introducing compound having a protective group is used, Mw, protect shown below is used instead of Mw, spacer in the above formula.

・ジチオカルバミン酸基導入基密度
本発明の金属吸着材において、ジチオカルバミン酸基導入基密度は特に限定されないが、好ましくは0.1mmol/g以上である。下限値としては、より好ましくは1.0mmol/g以上であり、さらに好ましくは1.5mmol/g以上である。
ここで、ジチオカルバミン酸基導入基密度とは、金属吸着材1g中に含まれるジチオカルバミン酸基導入基の数量を表す値であり、下記算出式により求めることができる。
ジチオカルバミン酸基導入基密度を前記範囲内とすることで、ジチオカルバミン酸基の導入量を向上させることができ、金属吸着材の金属吸着性能を向上させることができる。
Density of Dithiocarbamic Acid Group-Introduced Groups In the metal adsorbent of the present invention, the density of dithiocarbamic acid group-introduced groups is not particularly limited, but is preferably 0.1 mmol/g or more. The lower limit is more preferably 1.0 mmol/g or more, still more preferably 1.5 mmol/g or more.
Here, the dithiocarbamic acid group-introduced group density is a value representing the quantity of dithiocarbamic acid group-introduced groups contained in 1 g of the metal adsorbent, and can be obtained by the following formula.
By setting the dithiocarbamic acid group-introducing group density within the above range, the introduction amount of the dithiocarbamic acid group can be increased, and the metal adsorption performance of the metal adsorbent can be improved.

式;ジチオカルバミン酸基導入基密度[mmol/g]
=[(W-W)/Mw,spacer]/W×1000
:グラフト重合後の高分子基材の質量[mg]
:ジチオカルバミン酸基導入基導入後の高分子基材の質量[mg]
:二硫化炭素処理後の高分子基材の質量[mg]
Mw,spacer:ジチオカルバミン酸基導入化合物の分子量(例えば、ピペラジン(PIP)を用いた場合の分子量は86.14g/molである。)
なお、保護基を有するジチオカルバミン酸基導入化合物を用いる場合は、上記式において、Mw,spacerの代わりに、下記で示すMw,protectを用いる。
Formula; dithiocarbamic acid group-introduced group density [mmol/g]
= [( W2 - W1 )/Mw, spacer ]/ W3 x 1000
W 1 : Mass [mg] of polymer base material after graft polymerization
W 2 : Mass [mg] of polymer substrate after introduction of dithiocarbamic acid group-introducing group
W 3 : Mass of polymer base material after carbon disulfide treatment [mg]
Mw, spacer : Molecular weight of the dithiocarbamic acid group-introduced compound (for example, the molecular weight when piperazine (PIP) is used is 86.14 g/mol.)
When a dithiocarbamic acid group-introducing compound having a protective group is used, Mw, protect shown below is used instead of Mw, spacer in the above formula.

・グラフト重合体の自己架橋率
本発明の金属吸着材において、グラフト重合体の自己架橋率は特に限定されないが、好ましくは20%以下である。上限値としては、より好ましくは15%以下であり、さらに好ましくは10%以下であり、特に好ましくは5%以下である。
グラフト重合体の自己架橋率を前記範囲以下とすることで、ジチオカルバミン酸基の導入量を向上させることができ、金属吸着材の金属吸着性能を向上させることができる。
ここで、グラフト重合体の自己架橋率とは、ジチオカルバミン酸基導入基を介したグラフト重合体同士の自己架橋の割合を表すものである。自己架橋率が「100%」であれば、導入されたジチオカルバミン酸基導入基の100%が自己架橋に関与しているといえ、ジチオカルバミン酸基が導入されていないこととなる。グラフト重合体の自己架橋率は、下記の算出式により求めることができる。
- Self-crosslinking rate of graft polymer In the metal adsorbent of the present invention, the self-crosslinking rate of the graft polymer is not particularly limited, but is preferably 20% or less. The upper limit is more preferably 15% or less, still more preferably 10% or less, and particularly preferably 5% or less.
By setting the self-crosslinking rate of the graft polymer to the above range or less, the introduction amount of the dithiocarbamic acid group can be increased, and the metal adsorption performance of the metal adsorbent can be improved.
Here, the self-crosslinking rate of the graft polymer represents the rate of self-crosslinking between the graft polymers via the dithiocarbamic acid group-introduced group. If the self-crosslinking rate is "100%", it can be said that 100% of the introduced dithiocarbamic acid group-introduced groups are involved in self-crosslinking, and no dithiocarbamic acid group has been introduced. The self-crosslinking rate of the graft polymer can be obtained by the following formula.

式;グラフト重合体の自己架橋率[%]=
{1-[(W-W)/Mw,CS2-Na]/[(W-W)/Mw,spacer]}×100
:グラフト重合後の高分子基材の質量[mg]
:ジチオカルバミン酸基導入基導入後の高分子基材の質量[mg]
:二硫化炭素処理後の高分子基材の質量[mg]
Mw,spacer:ジチオカルバミン酸基導入化合物の分子量
Mw,CS2-Na:二硫化炭素-ナトリウム(CS-Na)の分子量(99.13g/mol)(Mw,CS2-Naは、二硫化炭素処理の際、ナトリウム存在条件で処理を行うため、最終生成物であるジチオカルバミン酸基の対イオンがナトリウムとなっているものとして計算する。)
Formula: Self-crosslinking rate of graft polymer [%] =
{1−[(W 3 −W 2 )/Mw, CS2−Na ]/[(W 2 −W 1 )/Mw, spacer ]}×100
W 1 : Mass [mg] of polymer base material after graft polymerization
W 2 : Mass [mg] of polymer substrate after introduction of dithiocarbamic acid group-introducing group
W 3 : Mass of polymer base material after carbon disulfide treatment [mg]
Mw, spacer : Molecular weight of dithiocarbamic acid group-introduced compound Mw, CS2-Na : Molecular weight of carbon disulfide-sodium ( CS2 -Na) (99.13 g/mol) (Mw, CS2-Na is the molecular weight of carbon disulfide treatment In this case, since the treatment is carried out under conditions in which sodium is present, calculations are made assuming that the counter ion of the dithiocarbamic acid group in the final product is sodium.)

(ジチオカルバミン酸基)
本発明の金属吸着材において、ジチオカルバミン酸基とは、1つの炭素原子に対して、硫黄原子が2個、窒素原子が1個結合した構造の基である。また、本発明において、ジチオカルバミン酸基とは、ジチオカルバミン酸及び/又はその金属塩を含むものであり、好ましくは金属塩を形成する金属としては、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属塩である。
(dithiocarbamic acid group)
In the metal adsorbent of the present invention, the dithiocarbamic acid group is a group having a structure in which two sulfur atoms and one nitrogen atom are bonded to one carbon atom. In the present invention, the dithiocarbamic acid group includes dithiocarbamic acid and/or a metal salt thereof, and preferably the metal forming the metal salt is an alkali metal salt such as potassium or sodium.

・ジチオカルバミン酸基密度
本発明の金属吸着材において、ジチオカルバミン酸基密度は特に限定されないが、好ましくは0.001mmol/g以上である。下限値としては、より好ましくは0.05mmol/g以上であり、さらに好ましくは0.1mmol/g以上であり、特に好ましくは0.2mmol/g以上である。
ジチオカルバミン酸基密度を前記範囲内とすることで、金属吸着材の金属吸着性能を向上させることができる。
ここで、ジチオカルバミン酸基密度とは、金属吸着材1g中に含まれるジチオカルバミン酸基の数量を表す値であり、下記算出式により求めることができる。
·Dithiocarbamate group density In the metal adsorbent of the present invention, the dithiocarbamate group density is not particularly limited, but is preferably 0.001 mmol/g or more. The lower limit is more preferably 0.05 mmol/g or more, still more preferably 0.1 mmol/g or more, and particularly preferably 0.2 mmol/g or more.
By setting the dithiocarbamic acid group density within the above range, the metal adsorption performance of the metal adsorbent can be improved.
Here, the dithiocarbamic acid group density is a value representing the quantity of dithiocarbamic acid groups contained in 1 g of the metal adsorbent, and can be obtained by the following formula.

式;ジチオカルバミン酸(NCS )密度[mmol/g]=
[(W-W)/Mw,CS2-Na]/W×1000
:ジチオカルバミン酸基導入基導入工程後の高分子基材の質量[mg]
:二硫化炭素処理後の高分子基材の質量[mg]
Mw,spacer:ジチオカルバミン酸基導入化合物の分子量である(例えば、ピペラジン(PIP)を用いた場合の分子量は86.14g/molである。)
Mw,CS2-Na:二硫化炭素-ナトリウム(CS-Na)の分子量(99.13g/mol)
Formula; Dithiocarbamic acid (NCS 2 ) density [mmol/g]=
[(W 3 −W 2 )/Mw, CS2−Na ]/W 3 ×1000
W 2 : Mass [mg] of polymer substrate after dithiocarbamic acid group-introducing group-introducing step
W 3 : Mass of polymer base material after carbon disulfide treatment [mg]
Mw, spacer : Molecular weight of the dithiocarbamic acid group-introduced compound (for example, the molecular weight when piperazine (PIP) is used is 86.14 g/mol.)
Mw, CS2-Na : Molecular weight of carbon disulfide-sodium ( CS2 -Na) (99.13 g/mol)

・窒素含有量
本発明の金属吸着材において、窒素含有量は特に限定されないが、好ましくは0.1質量%以上である。下限値としては、より好ましくは1質量%以上であり、さらに好ましくは2質量%以上であり、特に好ましくは4質量%以上である。
この窒素含有量は、全自動元素分析装置(パーキンエルマー社製 2400II)等により、測定することができる。
- Nitrogen content In the metal adsorbent of the present invention, the nitrogen content is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass or more. The lower limit is more preferably 1% by mass or more, still more preferably 2% by mass or more, and particularly preferably 4% by mass or more.
This nitrogen content can be measured by a fully automatic elemental analyzer (2400II manufactured by PerkinElmer) or the like.

・硫黄含有量
本発明の金属吸着材において、硫黄含有量は特に限定されないが、好ましくは0.01質量%以上である。下限値としては、より好ましくは0.1質量%以上であり、さらに好ましくは0.5質量%以上であり、特に好ましくは1質量%以上である。
この硫黄含有量は、全自動元素分析装置(パーキンエルマー社製 2400II)等により、測定することができる。
- Sulfur content In the metal adsorbent of the present invention, the sulfur content is not particularly limited, but is preferably 0.01% by mass or more. The lower limit is more preferably 0.1% by mass or more, still more preferably 0.5% by mass or more, and particularly preferably 1% by mass or more.
This sulfur content can be measured by a fully automatic elemental analyzer (2400II manufactured by PerkinElmer) or the like.

・窒素含有量/硫黄含有量比(N/S比)
本発明の金属吸着材において、窒素含有量/硫黄含有量比(N/S比)は特に限定されないが、好ましくは1000以下である。上限値としては、より好ましくは500以下であり、さらに好ましくは10以下であり、特に好ましくは5以下である。
窒素含有量/硫黄含有量比(N/S比)を上記範囲内とすることで、より金属吸着能に優れた金属吸着材とすることができる。
・Nitrogen content/sulfur content ratio (N/S ratio)
In the metal adsorbent of the present invention, the nitrogen content/sulfur content ratio (N/S ratio) is not particularly limited, but is preferably 1000 or less. The upper limit is more preferably 500 or less, still more preferably 10 or less, and particularly preferably 5 or less.
By setting the nitrogen content/sulfur content ratio (N/S ratio) within the above range, it is possible to obtain a metal adsorbent having a more excellent metal adsorbing ability.

本発明の金属吸着材は、上記高分子基材に対して、好ましくは下記式(2)で表される構造が結合しているものである。

Figure 0007220894000003
ここで、上記式(2)における繰り返し数aは、1以上の整数である。 The metal adsorbent of the present invention preferably has a structure represented by the following formula (2) bonded to the polymer base material.
Figure 0007220894000003
Here, the repetition number a in the above formula (2) is an integer of 1 or more.

[金属吸着材の製造方法]
本発明の金属吸着材は、下記の(1)~(4)のいずれかの方法を用いて製造することができるが、製造方法としてはこれらに限定されるものではない。図3に製造方法(1)、(2)を表す概略図を、図4に製造方法(3)、(4)を表す概略図を示す。
[Method for producing metal adsorbent]
The metal adsorbent of the present invention can be produced using any one of the following methods (1) to (4), but the production method is not limited to these. FIG. 3 shows schematic diagrams representing manufacturing methods (1) and (2), and FIG. 4 shows schematic diagrams representing manufacturing methods (3) and (4).

(製造方法(1))
本発明の金属吸着材の製造方法は、下記の工程を備えることが好ましい。
(i)活性化した高分子基材を準備する工程
(ii-1)前記高分子基材に対して、モノマーをグラフト重合させる工程
(iii-1)グラフト重合体に保護基を有するジチオカルバミン酸基導入化合物を反応させ、グラフト重合体に保護基を有するジチオカルバミン酸基導入基を結合させる工程
(iv)グラフト重合体に結合したジチオカルバミン酸基導入基から保護基を脱保護する工程
(v)前記ジチオカルバミン酸基導入基に二硫化炭素を反応させる工程
(Manufacturing method (1))
The method for producing a metal adsorbent of the present invention preferably comprises the following steps.
(i) Step of preparing an activated polymer substrate (ii-1) Step of graft polymerizing a monomer onto the polymer substrate (iii-1) Dithiocarbamic acid group having a protective group on the graft polymer Step (iv) of reacting an introduced compound to bond a dithiocarbamic acid group-introducing group having a protective group to the graft polymer (iv) Step of deprotecting the protective group from the dithiocarbamic acid group-introducing group bonded to the graft polymer (v) The dithiocarbamine Step of reacting carbon disulfide with an acid group-introducing group

(製造方法2)
さらに、本発明の金属吸着材を製造する方法は、下記の製造方法を用いて製造することが好ましい。
(i)活性化した高分子基材を準備する工程
(ii-1)前記高分子基材に対して、モノマーをグラフト重合させる工程
(iii-2)グラフト重合体にジチオカルバミン酸基導入化合物を反応させ、グラフト重合体にジチオカルバミン酸基導入基を結合させる工程
(v)ジチオカルバミン酸基導入基に二硫化炭素を反応させる工程
(Manufacturing method 2)
Furthermore, the method for producing the metal adsorbent of the present invention is preferably produced using the following production method.
(i) Step of preparing an activated polymer substrate (ii-1) Step of graft polymerizing a monomer onto the polymer substrate (iii-2) Reacting a dithiocarbamic acid group-introducing compound to the graft polymer (v) a step of reacting the dithiocarbamic acid group-introduced group with carbon disulfide;

工程(i)において、活性化した高分子基材とは、上記高分子基材にグラフト重合が可能なラジカル等の活性化点を生成させた高分子基材のことをいう。ここで、前記高分子基材は、上記で説明したものと同様のものであるため、説明を省略する。
活性化点を生成させる方法としては、特に限定されないが、好ましくは放射線を照射する方法であり、放射線としてはα線、β線、γ線、電子線、紫外線等が挙げられ、好ましくは電子線又はγ線である。
照射線量としては、活性化点を生成させるのに十分な線量であればよく、好ましくは1~200kGyであり、より好ましくは20~100kGyである。照射線量を大きくすることで、グラフト率を向上させることができる。
また、照射の条件としては、例えば、予め窒素置換した空間で照射することが好ましく、室温又は冷却下で照射を行うことが好ましい。
In step (i), the term "activated polymer base material" refers to a polymer base material in which activation points such as radicals capable of graft polymerization are generated in the above polymer base material. Here, since the polymer base material is the same as that described above, the description thereof is omitted.
The method for generating activation points is not particularly limited, but is preferably a method of irradiating with radiation, and examples of radiation include α-rays, β-rays, γ-rays, electron beams, ultraviolet rays, etc. Electron beams are preferred. or gamma rays.
The irradiation dose is sufficient as long as it is sufficient to generate activation points, preferably 1 to 200 kGy, more preferably 20 to 100 kGy. By increasing the irradiation dose, the graft rate can be improved.
As for the irradiation conditions, for example, it is preferable to irradiate in a space previously replaced with nitrogen, and it is preferable to irradiate at room temperature or under cooling.

工程(ii-1)において、前記高分子基材に対して、モノマーをグラフト重合させる方法としては、特に限定されないが、前記活性化した高分子基材を上記モノマーと接触させてグラフト重合を開始させればよい。ここで、前記モノマーは、上記で説明したものと同様のものであるため、説明を省略する。モノマーは、直接又は溶媒に溶解させて接触させてもよく、またモノマー溶液のエマルションを形成させて接触させることが好ましい。モノマー溶液のエマルションを形成させることで、高分子基材の活性点付近のモノマー濃度が高まり、グラフト重合体のグラフト率を向上させることができる。
溶液中のモノマー濃度は特に限定されないが、好ましくは0.1~30質量%であり、より好ましくは1~10質量%である。溶液中のモノマー濃度を高くすることで、グラフト率を向上させることができる。
In step (ii-1), the method of graft-polymerizing the monomer onto the polymer substrate is not particularly limited, but the activated polymer substrate is brought into contact with the monomer to initiate graft polymerization. Let it be. Here, since the monomers are the same as those described above, the description thereof is omitted. The monomers may be brought into contact either directly or after being dissolved in a solvent, and are preferably brought into contact by forming an emulsion of the monomer solution. By forming an emulsion of the monomer solution, the concentration of the monomer in the vicinity of the active site of the polymer substrate is increased, and the graft ratio of the graft polymer can be improved.
The monomer concentration in the solution is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 1 to 10% by mass. By increasing the monomer concentration in the solution, the graft rate can be improved.

前記溶媒としては、特に限定されないが、好ましくは上記モノマーを溶解することができる有機溶媒である。具体的には、メタノール、エタノール等のアルコール溶媒、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラクロロエタン、ヘキサクロロエタン等のハロゲン系溶媒、メチルエチルケトン、フェニルメチルケトン等の溶媒が挙げられる。
エマルションを形成させるためには、好ましくは水であり、より好ましくは蒸留水、イオン交換水、純水、超純水である。
Although the solvent is not particularly limited, it is preferably an organic solvent capable of dissolving the monomer. Specific examples include alcohol solvents such as methanol and ethanol, halogen solvents such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, tetrachloroethane and hexachloroethane, and solvents such as methyl ethyl ketone and phenyl methyl ketone.
For forming the emulsion, water is preferred, and distilled water, ion-exchanged water, pure water, and ultrapure water are more preferred.

さらに、エマルションを形成させる場合は、界面活性剤を用いることが好ましい。界面活性剤としては、特に限定されないが、好ましくは陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤が挙げられる。陰イオン系界面活性剤としては、特に限定されないが、好ましくはアルキルベンゼン系、アルコール系、オレフィン系、リン酸系、アミド系の界面活性剤等であり、より好ましくはドデシル硫酸ナトリウムである。陽イオン系界面活性剤は、特に限定はされないが、好ましくはオクタデシルアミン酢酸塩、トリメチルアンモニウムクロライド等である。非イオン系界面活性剤は、特に限定されないが、好ましくはエトキシル化脂肪アルコール、脂肪酸エステル等であり、より好ましくはポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウリレート(Tween20、登録商標)である。両性イオン系界面活性剤は、特に限定されないが、好ましくはベタイン系両性界面活性剤を主成分とするアンヒトール(登録商標)である。上記界面活性剤の中でも、より好ましくはポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウリレートである。 Furthermore, when forming an emulsion, it is preferable to use a surfactant. Surfactants are not particularly limited, but preferably include anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and nonionic surfactants. The anionic surfactant is not particularly limited, but alkylbenzene-based, alcohol-based, olefin-based, phosphoric acid-based, and amide-based surfactants are preferred, and sodium dodecyl sulfate is more preferred. The cationic surfactant is not particularly limited, but preferably octadecylamine acetate, trimethylammonium chloride, or the like. Nonionic surfactants are not particularly limited, but are preferably ethoxylated fatty alcohols, fatty acid esters, etc., and more preferably polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurylate (Tween20, registered trademark). The zwitterionic surfactant is not particularly limited, but preferably Amphithol (registered trademark) containing a betaine amphoteric surfactant as a main component. Among the above surfactants, polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurylate is more preferred.

界面活性剤の濃度は、特に限定されないが、上記モノマーの種類、濃度に依存して適宜決定することができる。界面活性剤の濃度は、溶媒の全質量を基準として、好ましくは通常0.01~10質量%であり、より好ましくは0.1~2質量%である。 The concentration of the surfactant is not particularly limited, but can be appropriately determined depending on the type and concentration of the monomers. The surfactant concentration is preferably generally 0.01 to 10% by weight, more preferably 0.1 to 2% by weight, based on the total weight of the solvent.

グラフト重合反応温度は、上記モノマーの反応性によって設定すればよく、好ましくは10~60℃であり、より好ましくは30~45℃である。またグラフト重合反応時間は好ましくは5分~6時間であり、より好ましくは30分~2時間である。反応時間は、反応温度と求めるグラフト率に合わせて適宜設定することができる。
また、グラフト重合反応において、系中の酸素は少ない方がよく、脱気、窒素置換してから反応させることが好ましい。
The graft polymerization reaction temperature may be set depending on the reactivity of the above monomers, preferably 10 to 60°C, more preferably 30 to 45°C. The graft polymerization reaction time is preferably 5 minutes to 6 hours, more preferably 30 minutes to 2 hours. The reaction time can be appropriately set according to the reaction temperature and desired graft ratio.
Moreover, in the graft polymerization reaction, the oxygen in the system should be as small as possible, and it is preferable to carry out the reaction after deaeration and nitrogen substitution.

工程(iii-2)において、ジチオカルバミン酸基導入化合物は、上記(ジチオカルバミン酸基導入基)の項で説明したものである。
ジチオカルバミン酸基導入化合物として、具体的には、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、N,N’-ジメチルエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ピペラジンから選択される1種以上の化合物が好ましく、より好ましくはピペラジンである。
In step (iii-2), the dithiocarbamic acid group-introduced compound is the one described in the above section (Dithiocarbamic acid group-introduced group).
Specifically, the dithiocarbamic acid group-introducing compound is preferably one or more compounds selected from ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, N,N'-dimethylethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, and piperazine, and more preferably. is piperazine.

更に、工程(iii-1)の如く、前記ジチオカルバミン酸基導入化合物は、ジチオカルバミン酸基の前駆体化合物である二硫化炭素と反応可能なアミノ基の1個以上が保護基により保護されていることが好ましい。
保護基としては、特に限定されないが、好ましくはメチル基、ベンジル基、p-メトキシベンジル基、tert-ブチル基、tert-ブトキシカルボニル基(Boc基)、ベンジルオキシカルボニル基等であり、より好ましくはtert-ブトキシカルボニル基(Boc基)である。
保護基を有するジチオカルバミン酸基導入化合物として、具体的には、N-Boc-ピペラジン基、N-Boc-エタノールアミン等が挙げられる。
保護基を有するジチオカルバミン酸基導入化合物を反応させることで、ジチオカルバミン酸基導入化合物を介して、前記グラフト重合体同士が架橋することを防ぐことができ、ジチオカルバミン酸の導入率を向上させることができる。
Furthermore, as in step (iii-1), in the dithiocarbamic acid group-introducing compound, at least one amino group capable of reacting with carbon disulfide, which is a precursor compound of the dithiocarbamic acid group, is protected by a protecting group. is preferred.
The protecting group is not particularly limited, but is preferably a methyl group, a benzyl group, a p-methoxybenzyl group, a tert-butyl group, a tert-butoxycarbonyl group (Boc group), a benzyloxycarbonyl group, and the like, and more preferably It is a tert-butoxycarbonyl group (Boc group).
Specific examples of the dithiocarbamic acid group-introducing compound having a protective group include N-Boc-piperazine group, N-Boc-ethanolamine, and the like.
By reacting a dithiocarbamic acid group-introducing compound having a protecting group, the graft polymer can be prevented from cross-linking via the dithiocarbamic acid group-introducing compound, and the introduction rate of dithiocarbamic acid can be improved. .

前記ジチオカルバミン酸基導入化合物は、前記高分子基材にグラフトされたグラフト重合体の導入化合物反応基と反応させることができる。反応方法としては特に限定されないが、例えば前記グラフト重合体を、導入化合物ジチオカルバミン酸基導入化合物と接触させることにより反応させることができる。接触の方法は無溶媒もしくは溶媒に溶解させて接触させることもできる。
溶媒としては前記ジチオカルバミン酸基導入化合物が溶解する溶媒であれば、特に限定されず、好ましくは、水、メタノール、エタノール、1-プロパノール、1-ブタノール、オクタノール、2-エチルヘキサノール等のアルコール溶媒、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラクロロエタン、ヘキサクロロエタン等のハロゲン系溶媒、メチルエチルケトン、フェニルメチルケトン等、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等の溶媒であり、より好ましくはメタノール、エタノール、1-プロパノール、1-ブタノール等のアルコール溶媒である。
The dithiocarbamic acid group-introducing compound can be reacted with the introduction compound reactive group of the graft polymer grafted onto the polymer substrate. Although the reaction method is not particularly limited, for example, the graft polymer can be reacted by contacting it with a dithiocarbamic acid group-introducing compound. As for the method of contact, contact may be made without a solvent or by dissolving in a solvent.
The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the dithiocarbamic acid group-introducing compound, and is preferably water, methanol, ethanol, 1-propanol, 1-butanol, octanol, alcohol solvents such as 2-ethylhexanol, Halogen solvents such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, tetrachloroethane, and hexachloroethane; solvents such as methyl ethyl ketone and phenyl methyl ketone; and solvents such as N,N-dimethylformamide (DMF) and dimethyl sulfoxide (DMSO). is an alcohol solvent such as methanol, ethanol, 1-propanol, 1-butanol.

前記ジチオカルバミン酸基導入化合物を反応させる温度としては、特に限定されないが、好ましくは10~100℃である。温度の下限値としては、より好ましくは20℃以上であり、さらに好ましくは40℃以上である。上限値としては、より好ましくは90℃以下であり、さらに好ましくは80℃以下である。
反応時間としては、特に限定されないが、好ましくは1~48時間である。反応時間の下限値としては、より好ましくは2時間以上であり、さらに好ましくは4時間以上である。上限値としては、より好ましくは36時間以下であり、さらに好ましくは24時間以下である。
さらに、ジチオカルバミン酸基導入化合物の溶液濃度としては、特に限定されないが、好ましくは0.1~5.0mol/Lである。溶液濃度の下限値としては、より好ましくは0.2mol/L以上であり、さらに好ましくは0.25mol/L以上である。上限値としては、より好ましくは2.5mol/L以下であり、さらに好ましくは1.0mol/L以下である。
The temperature at which the dithiocarbamic acid group-introducing compound is reacted is not particularly limited, but is preferably 10 to 100°C. The lower limit of the temperature is more preferably 20°C or higher, still more preferably 40°C or higher. The upper limit is more preferably 90° C. or lower, still more preferably 80° C. or lower.
Although the reaction time is not particularly limited, it is preferably 1 to 48 hours. The lower limit of the reaction time is more preferably 2 hours or longer, still more preferably 4 hours or longer. The upper limit is more preferably 36 hours or less, still more preferably 24 hours or less.
Furthermore, the solution concentration of the dithiocarbamic acid group-introducing compound is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 5.0 mol/L. The lower limit of the solution concentration is more preferably 0.2 mol/L or more, and still more preferably 0.25 mol/L or more. The upper limit is more preferably 2.5 mol/L or less, still more preferably 1.0 mol/L or less.

さらに工程(iv)において、前記ジチオカルバミン酸基導入基から保護基を脱保護する方法としては特に限定されないが、好ましくは酸又は塩基で処理することで脱保護することができる。酸又は塩基としては、好ましくは、塩酸、硫酸、硫酸等の無機酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、クエン酸等の有機酸、又はアンモニア等である。脱保護の手順としては、前記酸又は塩基が溶解した溶液に、前記ジチオカルバミン酸基導入化合物を反応した高分子基材を浸漬することで、脱保護を行うことができる。 Furthermore, in step (iv), the method for deprotecting the protecting group from the dithiocarbamic acid group-introducing group is not particularly limited, but deprotection can be preferably carried out by treatment with an acid or base. The acid or base is preferably an inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, sulfuric acid, an organic acid such as acetic acid, trifluoroacetic acid or citric acid, or ammonia. As a deprotection procedure, deprotection can be performed by immersing the polymer base material reacted with the dithiocarbamic acid group-introduced compound in a solution in which the acid or base is dissolved.

脱保護温度としては、特に限定されないが、好ましくは0~100℃である。温度の下限値としては、より好ましくは20℃以上であり、さらに好ましくは40℃以上である。上限値としては、より好ましくは80℃以下であり、さらに好ましくは70℃以下である。
脱保護時間としては、特に限定されないが、好ましくは10分~24時間である。脱保護時間の下限値としては、より好ましくは30分以上であり、さらに好ましくは1時間以上である。上限値としては、より好ましくは12時間以下であり、さらに好ましくは6時間以下である。
さらに、酸又は塩基の濃度としては、特に限定されないが0.1~5.0mol/Lである。濃度の下限値としては、より好ましくは0.3mol/L以上であり、さらに好ましくは0.5mol/L以上である。上限値としては、より好ましくは2.5mol/L以下であり、さらに好ましくは1.5mol/L以下である。
Although the deprotection temperature is not particularly limited, it is preferably 0 to 100°C. The lower limit of the temperature is more preferably 20°C or higher, still more preferably 40°C or higher. The upper limit is more preferably 80° C. or lower, still more preferably 70° C. or lower.
The deprotection time is not particularly limited, but preferably 10 minutes to 24 hours. The lower limit of the deprotection time is more preferably 30 minutes or longer, more preferably 1 hour or longer. The upper limit is more preferably 12 hours or less, still more preferably 6 hours or less.
Furthermore, the acid or base concentration is not particularly limited, but is 0.1 to 5.0 mol/L. The lower limit of the concentration is more preferably 0.3 mol/L or more, still more preferably 0.5 mol/L or more. The upper limit is more preferably 2.5 mol/L or less, still more preferably 1.5 mol/L or less.

・脱保護率
前記工程(iv)における脱保護の割合は、脱保護率という値で算出することができる。
本発明の金属吸着材において、脱保護率とは、保護基を備えたジチオカルバミン酸基導入基から保護基を取り除き、ジチオカルバミン酸基導入基の末端がどの程度NH化したかを表す数値である。
脱保護率とは、前記グラフト重合体に導入された保護基を備えたジチオカルバミン酸基導入化合物の反応数量に対する、保護基が取り除かれたジチオカルバミン酸基導入化合物の反応数量の割合によって、算出される値であり、下記算出式により求めることができる。
• Deprotection rate The rate of deprotection in the step (iv) can be calculated as a value called deprotection rate.
In the metal adsorbent of the present invention, the deprotection rate is a numerical value representing the extent to which the terminal of the dithiocarbamic acid group-introduced group is NH-converted by removing the protective group from the dithiocarbamic acid group-introduced group provided with a protective group.
The deprotection rate is calculated by the ratio of the reaction amount of the dithiocarbamic acid group-introduced compound having the protective group removed to the reaction amount of the dithiocarbamic acid group-introduced compound having the protective group introduced into the graft polymer. It is a value and can be obtained by the following formula.

脱保護率は特に限定されないが、好ましくは1%以上である。下限値としては、より好ましくは10%以上であり、さらに好ましくは50%以上であり、特に好ましくは90%以上であり、より特に好ましくは95%以上である。
脱保護率が前記範囲以上であると、ジチオカルバミン酸基の導入量を向上させることができ、金属吸着材の金属吸着性能を向上させることができる。
Although the deprotection rate is not particularly limited, it is preferably 1% or more. The lower limit is more preferably 10% or more, still more preferably 50% or more, particularly preferably 90% or more, and most preferably 95% or more.
When the deprotection rate is at least the above range, the introduction amount of dithiocarbamic acid groups can be increased, and the metal adsorption performance of the metal adsorbent can be improved.

式;脱保護率[%]=
[(W-W)/(Mw,protect-Mw,spacer)]/[(W-W)/Mw,protect]}×100
:グラフト重合後の高分子基材の質量[mg]
:保護基を備えたジチオカルバミン酸基導入基導入後の高分子基材の質量[mg]
:保護基を備えたジチオカルバミン酸基導入基から保護基を脱保護した後の高分子基材の質量[mg]
Mw,protect:保護基を備えたジチオカルバミン酸基導入化合物の分子量(例えば、N-Boc-ピペラジン(NBP)を用いた場合の分子量は186.26g/molである。)Mw,spacer:保護基を備えたジチオカルバミン酸基導入基から保護基を脱保護した後のジチオカルバミン酸基導入化合物(例えば、NBPから保護基を脱保護するとジチオカルバミン酸基導入化合物はピペラジン(PIP)となる。PIPの分子量は86.14g/molである。
Formula; deprotection rate [%] =
[(W 4 −W 5 )/(Mw, protect −Mw, spacer )]/[(W 4 −W 1 )/Mw, protect ]}×100
W 1 : Mass [mg] of polymer base material after graft polymerization
W 4 : Mass [mg] of polymer substrate after introduction of dithiocarbamic acid group-introduced group with protecting group
W 5 : Mass [mg] of the polymer substrate after deprotection of the protective group from the dithiocarbamic acid group-introduced group provided with the protective group
Mw, protect : Molecular weight of dithiocarbamic acid group-introduced compound having a protecting group (for example, the molecular weight when using N-Boc-piperazine (NBP) is 186.26 g/mol.) Mw, spacer : protecting group A dithiocarbamate-introduced compound after deprotecting the protective group from the provided dithiocarbamate-introduced group (for example, when the protective group is deprotected from NBP, the dithiocarbamate-introduced compound becomes piperazine (PIP). PIP has a molecular weight of 86 .14 g/mol.

また本発明の二硫化炭素を反応させる工程(v)としては、特に限定されないが、二硫化炭素を溶媒に溶解させて、前記ジチオカルバミン酸基導入基を有するグラフト重合体と接触させることにより、グラフト重合体のジチオカルバミン酸基導入基部分と反応させることができる。溶媒としては二硫化炭素が溶解する溶媒であれば、特に限定されないが、好ましくは、水、メタノール、エタノール等のアルコール溶媒である。
また、系中に塩基を加えて反応させることが好ましく、塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、アンモニア等の無機塩基が好ましい。
In addition, the step (v) of reacting carbon disulfide of the present invention is not particularly limited. It can be reacted with the dithiocarbamic acid group-introducing group portion of the polymer. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves carbon disulfide, but water, alcohol solvents such as methanol and ethanol are preferred.
In addition, it is preferable to react by adding a base to the system. Examples of the base include sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, calcium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, ammonia, and the like. is preferred.

前記二硫化炭素を反応させる工程における反応温度としては、特に限定されないが、好ましくは0~50℃である。温度の下限値としては、より好ましくは20℃以上であり、さらに好ましくは30℃以上である。上限値としては、より好ましくは45℃以下であり、さらに好ましくは40℃以下である。
反応時間としては、特に限定されないが、好ましくは1~72時間である。反応時間の下限値としては、より好ましくは6時間以上であり、さらに好ましくは12時間以上である。上限値としては、より好ましくは36時間以下であり、さらに好ましくは24時間以下である。
二硫化炭素の濃度としては、特に限定されないが、好ましくは0.1~30質量%である。濃度の下限値としては、より好ましくは1質量%以上であり、さらに好ましくは2質量%以上である。上限値としては、より好ましくは25質量%以下であり、さらに好ましくは20質量%以下である。
二硫化炭素と塩基のモル比を、1:10~1:0.5の範囲で反応させることが好ましい。
また、反応溶液の具体例としては、二硫化炭素/メタノール/水酸化ナトリウム=10g/22.5g/7.5gの溶液として、反応させることが好ましい。
Although the reaction temperature in the step of reacting carbon disulfide is not particularly limited, it is preferably 0 to 50°C. The lower limit of the temperature is more preferably 20°C or higher, still more preferably 30°C or higher. The upper limit is more preferably 45°C or lower, and still more preferably 40°C or lower.
Although the reaction time is not particularly limited, it is preferably 1 to 72 hours. The lower limit of the reaction time is more preferably 6 hours or longer, and still more preferably 12 hours or longer. The upper limit is more preferably 36 hours or less, still more preferably 24 hours or less.
Although the concentration of carbon disulfide is not particularly limited, it is preferably 0.1 to 30% by mass. The lower limit of the concentration is more preferably 1% by mass or more, and still more preferably 2% by mass or more. The upper limit is more preferably 25% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or less.
The molar ratio of carbon disulfide and base is preferably in the range of 1:10 to 1:0.5.
As a specific example of the reaction solution, it is preferable to react with a solution of carbon disulfide/methanol/sodium hydroxide=10 g/22.5 g/7.5 g.

反応終了後は、未反応の二硫化炭素を除去するために金属吸着材を洗浄することが好ましい。洗浄方法としては、水及び/又はアルコールを用いて、洗浄することが好ましい。 After completion of the reaction, the metal adsorbent is preferably washed to remove unreacted carbon disulfide. As a washing method, it is preferable to wash with water and/or alcohol.

さらに、本発明の金属吸着材を製造する方法は、下記の製造方法を用いて製造することが好ましい。
(製造方法3)
(i)活性化した高分子基材を準備する工程
(ii-2)前記高分子基材に対して、ジチオカルバミン酸基導入基を有するモノマーをグラフト重合させる工程
(v)前記ジチオカルバミン酸基導入基に二硫化炭素を反応させる工程
Furthermore, the method for producing the metal adsorbent of the present invention is preferably produced using the following production method.
(Manufacturing method 3)
(i) Step of preparing an activated polymer substrate (ii-2) Step of graft-polymerizing a monomer having a dithiocarbamic acid group-introducing group to the polymer substrate (v) The dithiocarbamic acid group-introducing group A step of reacting carbon disulfide with

工程(ii-2)における、ジチオカルバミン酸基導入基を有するモノマーとしては、特に限定されないが、好ましくはグラフト重合性基を有し、前記ジチオカルバミン酸基導入基が結合した構造のモノマーである。具体的には、1-アリルピペラジンや1-(2-メチル-2-プロペン-1-イル)ピペラジン等が挙げられる。また、グラフト重合や、二硫化炭素の反応方法としては、上記製造方法1と同様の条件で反応させることができる。 The monomer having a dithiocarbamic acid group-introduced group in step (ii-2) is not particularly limited, but is preferably a monomer having a structure in which the dithiocarbamic acid group-introduced group is bonded with a graft-polymerizable group. Specific examples include 1-allylpiperazine and 1-(2-methyl-2-propen-1-yl)piperazine. As for the graft polymerization and the reaction method of carbon disulfide, the reaction can be carried out under the same conditions as in the production method 1 above.

さらに、本発明の金属吸着材を製造する方法は、下記の製造方法を用いて製造することが好ましい。
(製造方法4)
(i)活性化した高分子基材を準備する工程
(ii-3)前記高分子基材に対して、保護基を備えたジチオカルバミン酸基導入基を有するモノマーをグラフト重合させる工程
(iv)前記ジチオカルバミン酸基導入基から保護基を脱保護する工程
(v)前記ジチオカルバミン酸基導入基に二硫化炭素を反応させる工程
Furthermore, the method for producing the metal adsorbent of the present invention is preferably produced using the following production method.
(Manufacturing method 4)
(i) step of preparing an activated polymer substrate (ii-3) step of graft polymerizing a monomer having a dithiocarbamic acid group-introducing group with a protecting group onto the polymer substrate (iv) above Step of deprotecting the protective group from the dithiocarbamate group-introduced group (v) Step of reacting the dithiocarbamate group-introduced group with carbon disulfide

工程(ii-3)における、保護基を備えたジチオカルバミン酸基導入基を有するモノマーとしては、特に限定されないが、好ましくはグラフト重合性基を有し、上記保護基を備えたジチオカルバミン酸基導入基が結合した構造のモノマーである。具体的には、N-Boc-4-アリルピペラジン等のモノマーが挙げられる。また、グラフト重合や脱保護、及び二硫化炭素の反応方法としては、上記製造方法1等と同様の条件で反応させることができる。 In step (ii-3), the monomer having a dithiocarbamate group-introduced group with a protecting group is not particularly limited, but preferably has a graft-polymerizable group and is a dithiocarbamate group-introduced group with the above-mentioned protecting group. is a monomer with a structure in which is bound. Specific examples include monomers such as N-Boc-4-allylpiperazine. In addition, the graft polymerization, deprotection, and reaction of carbon disulfide can be carried out under the same conditions as in the above production method 1 and the like.

[金属吸着方法]
本発明の金属吸着材は、金属を含む被処理体と接触させることで、被処理媒体中の金属を吸着することができる。ここで、金属を含む被処理体は、特に制限されず、金属が溶解した水、金属が溶解した油、金属が溶解した有機溶媒等の金属を含む被処理液、金属を含有する飛灰等が挙げられる。
そして、金属吸着方法としては、本発明の金属吸着材を用いて、該金属吸着材と、金属を含む被処理体を接触させる工程を含む方法である。
[Method of metal adsorption]
The metal adsorbent of the present invention can adsorb metals in a medium to be treated by bringing it into contact with an object to be treated containing metal. Here, the object to be treated containing metal is not particularly limited, and the object to be treated containing metal such as water in which metal is dissolved, oil in which metal is dissolved, organic solvent in which metal is dissolved, fly ash containing metal, etc. is mentioned.
And, the metal adsorption method is a method including a step of contacting the metal adsorbent of the present invention with an object to be treated containing metal.

[金属抽出方法]
さらに、本発明の金属吸着材は、金属を含む被処理体と接触させることで、前記被処理体に含まれる金属を分離、抽出させることができる。本発明の金属抽出方法は、本発明の金属吸着材を用い、該金属吸着材と、金属を含む被処理体を接触させる工程を含むことを特徴とする。即ち、金属を含む被処理体を、本発明の金属吸着材と直接接触させることで、金属を吸着させて、前記被処理体から金属を分離、抽出させる方法である。金属を含む被処理体を金属吸着材と接触させる方法としては、金属を含む被処理液に金属吸着材を添加して接触させてもよく、また、金属吸着材が固定されたカラム等に被処理液を通過させて接触させる方法でもよい。
[Metal extraction method]
Furthermore, the metal adsorbent of the present invention can separate and extract the metal contained in the object to be treated by bringing it into contact with the object to be treated containing the metal. The metal extraction method of the present invention is characterized by including a step of contacting an object to be treated containing metal with the metal adsorbent of the present invention. That is, it is a method in which an object to be treated containing a metal is brought into direct contact with the metal adsorbent of the present invention to adsorb the metal, thereby separating and extracting the metal from the object to be treated. As a method for contacting an object to be treated containing a metal with a metal adsorbent, a metal adsorbent may be added to a liquid to be treated containing a metal and brought into contact with the object to be treated. A method of allowing the treatment liquid to pass through and contact it may also be used.

そして、前記金属吸着方法、又は金属抽出方法によって、金属を吸着させた金属吸着材から、金属を単離、回収することができる。
金属を金属吸着材から単離、回収させる方法としては、例えば、金属を吸着した金属吸着材を硝酸、塩酸、硫酸等の溶離剤に浸漬させる方法、金属吸着材を焼却処理する方法が挙げられる。浸漬時間としては、特に限定されないが、好ましくは1~72時間である。下限値としては、好ましくは6時間以上であり、より好ましくは12時間以上である。上限値としては、好ましくは36時間以下であり、より好ましくは24時間以下である。
Then, the metal can be isolated and recovered from the metal adsorbent on which the metal is adsorbed by the metal adsorption method or the metal extraction method.
Methods for isolating and recovering metals from metal adsorbents include, for example, a method in which a metal adsorbent that has adsorbed metals is immersed in an eluent such as nitric acid, hydrochloric acid, and sulfuric acid, and a method in which the metal adsorbent is incinerated. . Although the immersion time is not particularly limited, it is preferably 1 to 72 hours. The lower limit is preferably 6 hours or longer, more preferably 12 hours or longer. The upper limit is preferably 36 hours or less, more preferably 24 hours or less.

本発明の金属吸着材は、その他の金属吸着能を有する成分と同時に用いてもよい。その他の金属吸着能を有する成分としては、例えば、金属吸着能を有するクラウンエーテルやカリックスアレーン等が挙げられる。 The metal-adsorbing material of the present invention may be used together with other components having metal-adsorbing ability. Other components having metal-adsorbing ability include, for example, crown ethers and calixarene having metal-adsorbing ability.

[金属吸着装置]
本発明における金属吸着装置とは、前記金属吸着材を備えてなることを特徴とする装置である。
本発明における金属吸着装置は、河川の浄水装置やレアメタル等の回収等に用いることができる。また、前記金属吸着装置に金属が吸着したことを検出できるセンサ等を組み合わせることで、水質測定装置等に応用することも可能である。
[Metal adsorption device]
The metal adsorption device in the present invention is a device characterized by comprising the metal adsorption material.
The metal adsorption device of the present invention can be used for river water purifiers, recovery of rare metals and the like. Further, by combining the metal adsorption device with a sensor or the like capable of detecting metal adsorption, the device can be applied to a water quality measuring device or the like.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。 The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but modifications can be made as appropriate without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed to be limited by the specific examples shown below.

<実施例1>製造方法2を用いた金属吸着材の合成(図3の製造方法2を参照。)
(高分子基材へのグラフト重合)
高分子基材として、ポリエチレン/ポリプロピレン(PE/PP)製繊維(平均繊維径:13μm)の不織布を使用して、窒素雰囲気下で電子線照射(照射線量:20kGy)を行った。照射後の高分子基材を、グラフト重合用モノマーとして、グリシジルメタクリレート(GMA)を含有するエマルション反応溶液(濃度:5質量%、Tween20濃度:0.5質量%)に浸漬し、反応温度40℃にてグラフト重合反応を1時間行った。エマルション反応溶液は、溶存する酸素を取り除くために予め窒素置換を行ったものを使用した。グラフト重合反応終了後には、水、メタノールの順で十分に洗浄し、グラフト率が200%であるGMAがグラフト重合した高分子基材を得た。
<Example 1> Synthesis of metal adsorbent using production method 2 (see production method 2 in FIG. 3)
(Graft polymerization to polymer substrate)
A nonwoven fabric made of polyethylene/polypropylene (PE/PP) fibers (average fiber diameter: 13 μm) was used as the polymer base material, and electron beam irradiation (irradiation dose: 20 kGy) was performed in a nitrogen atmosphere. The polymer substrate after irradiation was immersed in an emulsion reaction solution (concentration: 5% by mass, Tween 20 concentration: 0.5% by mass) containing glycidyl methacrylate (GMA) as a monomer for graft polymerization, and the reaction temperature was 40°C. The graft polymerization reaction was carried out at for 1 hour. The emulsion reaction solution used was previously purged with nitrogen to remove dissolved oxygen. After completion of the graft polymerization reaction, the substrate was thoroughly washed with water and methanol in this order to obtain a polymer substrate graft-polymerized with GMA having a graft rate of 200%.

(ジチオカルバミン酸基導入基の導入)
上記で得られたGMAがグラフト重合した高分子基材を、ジチオカルバミン酸基導入化合物であるピペラジンが溶解した溶液に反応温度80℃で24時間浸漬し、GMAがグラフト重合した高分子基材にジチオカルバミン酸基導入基であるピペラジル基を導入した。溶液の濃度、溶媒、及びピペラジル基の導入量等については、表1に示す。
(Introduction of dithiocarbamic acid group-introducing group)
The GMA-grafted polymeric substrate obtained above was immersed in a solution in which piperazine, a dithiocarbamate group-introducing compound, was dissolved at a reaction temperature of 80° C. for 24 hours. A piperazyl group, which is an acid group-introducing group, was introduced. Table 1 shows the concentration of the solution, the solvent, the introduction amount of the piperazyl group, and the like.

(ジチオカルバミン酸基導入基を介したジチオカルバミン酸基の導入)
次に、ピペラジル基が導入された高分子基材を、二硫化炭素、メタノール、10mol/L水酸化ナトリウム水溶液の三成分からなる反応溶媒(二硫化炭素/メタノール/水酸化ナトリウム=10g/22.5g/7.5g)に、反応温度40℃にて24時間浸漬し、グラフト重合体末端のピペラジル基にジチオカルバミン酸基を導入し、図2で示される金属吸着材を得た。ジチオカルバミン酸基の導入量を示すジチオカルバミン酸基密度を表1に示す。
(Introduction of dithiocarbamic acid group via dithiocarbamic acid group-introducing group)
Next, the polymer base material into which piperazyl groups have been introduced is treated with a reaction solvent consisting of three components of carbon disulfide, methanol, and a 10 mol/L aqueous solution of sodium hydroxide (carbon disulfide/methanol/sodium hydroxide = 10 g/22. 5 g/7.5 g) at a reaction temperature of 40° C. for 24 hours to introduce a dithiocarbamic acid group into the terminal piperazyl group of the graft polymer to obtain the metal adsorbent shown in FIG. Table 1 shows the dithiocarbamic acid group density, which indicates the amount of introduced dithiocarbamic acid groups.

<実施例2>製造方法1を用いた金属吸着材の合成(図3の製造方法1を参照。)
(保護基を有するジチオカルバミン酸基導入基の導入)
上記で得られた、GMAがグラフト重合した高分子基材を、0.25mol/LのN-Bocピペラジン水溶液に、反応温度80℃で4時間以上浸漬し、N-Bocピペラジル基を備えた高分子基材を得た。保護基を有するピペラジンを用いることで、ピペラジンを介したグラフト重合体同士の自己架橋は起こらず、自己架橋率は0%であった。N-Bocピペラジル基の導入率は95%、N-Bocピペラジル基密度は2.50mmol/gあった。
<Example 2> Synthesis of metal adsorbent using production method 1 (see production method 1 in FIG. 3)
(Introduction of a dithiocarbamic acid group-introducing group having a protecting group)
The polymer substrate graft-polymerized with GMA obtained above was immersed in a 0.25 mol/L N-Boc piperazine aqueous solution at a reaction temperature of 80° C. for 4 hours or longer to obtain a high A molecular substrate was obtained. By using piperazine having a protective group, self-crosslinking between graft polymers did not occur via piperazine, and the self-crosslinking rate was 0%. The N-Boc piperazyl group introduction rate was 95%, and the N-Boc piperazyl group density was 2.50 mmol/g.

(脱保護反応)
上記で得られたN-Bocピペラジル基を備えた高分子基材を、1mol/Lの塩酸水溶液に反応温度80℃で2時間以上浸漬し脱保護反応を行い、ピペラジル基末端をNH化した。前記反応における脱保護率は95%以上であった。
(Deprotection reaction)
The polymer substrate having the N-Boc piperazyl group obtained above was immersed in a 1 mol/L aqueous solution of hydrochloric acid at a reaction temperature of 80° C. for 2 hours or more to carry out a deprotection reaction, thereby NH-ylating the end of the piperazyl group. The deprotection rate in the reaction was 95% or higher.

次に、上記脱保護された高分子基材を、二硫化炭素、メタノール、10mol/L水酸化ナトリウム水溶液の三成分からなる反応溶媒(二硫化炭素/メタノール/水酸化ナトリウム=10g/22.5g/7.5g)に反応温度40℃にて24時間浸漬し、グラフト重合体末端のピペラジル基にジチオカルバミン酸基を導入し、金属吸着材を得た。前記反応で得られた、金属吸着材のジチオカルバミン酸基密度は2.120mmol/gであった。実施例2で得られた金属吸着材の性質についても、表1に示す。 Next, the deprotected polymer base material was treated with a reaction solvent consisting of three components of carbon disulfide, methanol, and a 10 mol/L sodium hydroxide aqueous solution (carbon disulfide/methanol/sodium hydroxide=10 g/22.5 g). /7.5 g) at a reaction temperature of 40° C. for 24 hours to introduce a dithiocarbamic acid group into the terminal piperazyl group of the graft polymer to obtain a metal adsorbent. The dithiocarbamic acid group density of the metal adsorbent obtained by the above reaction was 2.120 mmol/g. Table 1 also shows the properties of the metal adsorbent obtained in Example 2.

Figure 0007220894000004
Figure 0007220894000004

表1の結果より、反応溶媒として有機溶媒を用いた場合(実施例1-2~実施例1-10)は、反応溶媒として水を用いた場合(実施例1-1)に比べてピペラジル基の導入率が高くなることがわかった。
更に、実施例1-2と実施例1-8~1-10を比較すると、高濃度のピペラジン溶液を用いることで、ピペラジル基の導入率を向上させられることがわかった。これは、高濃度のピペラジン溶液を用いることで、ピペラジンを介したグラフト重合体同士の自己架橋が抑制された結果と考えられる。
一方、N-Bocピペラジンを用いた実施例2は、グラフト重合体が自己架橋することをより抑制することができ、最終的にジチオカルバミン酸基の導入率を大幅に向上させられることがわかった。
From the results in Table 1, when an organic solvent was used as the reaction solvent (Examples 1-2 to 1-10), compared to the case of using water as the reaction solvent (Example 1-1), piperazyl group It was found that the introduction rate of
Further, when comparing Example 1-2 with Examples 1-8 to 1-10, it was found that the piperazine introduction rate can be improved by using a high-concentration piperazine solution. This is probably because the use of a high-concentration piperazine solution inhibited self-crosslinking between graft polymers via piperazine.
On the other hand, in Example 2 using N-Boc piperazine, it was found that the self-crosslinking of the graft polymer could be further suppressed, and finally the dithiocarbamic acid group introduction rate could be significantly improved.

(鉛吸着試験)
上記実施例1及び2で得られた金属吸着材を用いて、金属吸着試験を行った。
試験手順としては、金属吸着材50mgを100ppm鉛含有水溶液(硝酸鉛を水に溶解させた水溶液)50mLに室温にて24時間浸漬した。浸漬後、前記金属吸着材を取り出し、水溶液中に残存する鉛濃度について誘導結合プラズマ発光分析装置(ICP-OES)を用いて測定した。金属吸着材の吸着容量は金属吸着材の浸漬前後における鉛濃度の変化量から算出した。
金属吸着結果は表2に示す。
(Lead adsorption test)
A metal adsorption test was performed using the metal adsorbents obtained in Examples 1 and 2 above.
As a test procedure, 50 mg of the metal adsorbent was immersed in 50 mL of a 100 ppm lead-containing aqueous solution (an aqueous solution in which lead nitrate was dissolved in water) at room temperature for 24 hours. After immersion, the metal adsorbent was taken out, and the concentration of lead remaining in the aqueous solution was measured using an inductively coupled plasma emission spectrometer (ICP-OES). The adsorption capacity of the metal adsorbent was calculated from the change in lead concentration before and after the metal adsorbent was immersed.
Table 2 shows the metal adsorption results.

Figure 0007220894000005
Figure 0007220894000005

表2の結果より、本発明に金属吸着材は、金属吸着能を有することがわかった。さらに
保護基を用いて合成された金属吸着材は、ピペラジンを介したグラフト重合体同士の自己架橋が抑制され、結果的にジチオカルバミン酸基の導入率が大きくなることから、保護基を用いずに製造された金属吸着材に比べて、金属吸着性能がより大きいことがわかった。
そして、金属吸着性能を定量的に比較すると、保護基を用いて製造された金属吸着材は、保護基を用いずに製造された金属吸着材に比べて、21倍の鉛吸着性能を示すことがわかった。これより、ジチオカルバミン酸基を多く含む金属吸着材は、金属吸着性が向上することが実証された。
From the results in Table 2, it was found that the metal adsorbent of the present invention has metal adsorption ability. Furthermore, metal adsorbents synthesized using protective groups suppress self-crosslinking between graft polymers via piperazine, and as a result, the introduction rate of dithiocarbamic acid groups increases. The metal adsorption performance was found to be greater than that of the manufactured metal adsorbents.
A quantitative comparison of the metal adsorption performance shows that the metal adsorbent produced using the protective group exhibits 21 times the lead adsorption performance as compared to the metal adsorbent produced without the protective group. I found out. From this, it was demonstrated that the metal adsorbent containing many dithiocarbamic acid groups has improved metal adsorbability.

(吸着した金属の単離)
上記鉛吸着試験において使用した金属吸着材から、鉛の単離を行った。手順としては、鉛が吸着した金属吸着材50mgを5mol/Lの硝酸水溶液50mLに室温にて24時間浸漬することにより、鉛が単離することが確認された。
この結果より、本発明の金属吸着材を用いることで、水等に溶解している金属を簡単に分離、抽出して、単離、回収できることがわかった。
(Isolation of adsorbed metals)
Lead was isolated from the metal adsorbent used in the lead adsorption test. As for the procedure, it was confirmed that lead was isolated by immersing 50 mg of the metal adsorbent on which lead was adsorbed in 50 mL of a 5 mol/L nitric acid aqueous solution at room temperature for 24 hours.
From these results, it was found that the metals dissolved in water or the like can be easily separated, extracted, isolated and recovered by using the metal adsorbent of the present invention.

(単一成分系における金属イオンの吸着)
上記実施例2で得られた金属吸着材を用いて、各種金属に対する吸着能について評価した。吸着試験は、12種類の金属イオン(ホウ素、マグネシウム、カルシウム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ストロンチウム、カドミウム、バリウム、鉛)に対して実施した。金属濃度が100ppmの各種金属イオン水溶液100mLに吸着材25mgを室温にて24時間浸漬した後、水溶液中に残存する各種金属イオン濃度をICP-OESにより測定し、吸着材浸漬前後の金属イオン濃度の変化量から吸着材の各種金属イオン吸着容量を算出した。吸着試験結果を表3に示す。
(Adsorption of metal ions in a single-component system)
Using the metal adsorbent obtained in Example 2, the adsorbability for various metals was evaluated. Adsorption tests were performed on 12 kinds of metal ions (boron, magnesium, calcium, manganese, cobalt, nickel, copper, zinc, strontium, cadmium, barium, lead). After immersing 25 mg of the adsorbent in 100 mL of various metal ion aqueous solutions with a metal concentration of 100 ppm at room temperature for 24 hours, the concentrations of various metal ions remaining in the aqueous solution were measured by ICP-OES, and the metal ion concentrations before and after immersion in the adsorbent were measured. Various metal ion adsorption capacities of the adsorbent were calculated from the amount of change. Table 3 shows the adsorption test results.

Figure 0007220894000006
Figure 0007220894000006

表3に示すように、本発明の金属吸着材は、ホウ素以外の11種類の金属イオンに対して優れた吸着性能を有することが確認された。本発明の金属吸着材は、金属イオン吸着基として負電荷のジチオカルバミン酸基を有しているため、ホウ素イオンのような負電荷を有するイオンは吸着することができないものの、その一方で、金属イオンのような正電荷を有するイオンを良好に吸着することができることが確認された。特に銅に対しては特異的に高い吸着容量を示すことが確認された。 As shown in Table 3, it was confirmed that the metal adsorbent of the present invention has excellent adsorption performance with respect to 11 kinds of metal ions other than boron. Since the metal adsorbent of the present invention has a negatively charged dithiocarbamic acid group as a metal ion adsorbing group, it cannot adsorb ions having a negative charge such as boron ions, but on the other hand, metal ions It was confirmed that positively charged ions such as ions can be adsorbed satisfactorily. In particular, it was confirmed to exhibit a specifically high adsorption capacity for copper.

(二成分系における金属イオンの吸着)
上記実施例2で得られた金属吸着材において、2種類の金属イオン(ナトリウム/鉛、マグネシウム/鉛、カルシウム/鉛、コバルト/鉛、カドミウム/鉛、銅/鉛、コバルト/ニッケル、コバルト/銅、コバルト/亜鉛、ニッケル/銅、ニッケル/亜鉛、銅/亜鉛)を含む水溶液を用いて、バッチ式吸着試験を実施した。各種金属濃度が100ppmの金属イオン水溶液100mLに吸着材25mgを室温にて24時間浸漬した後、水溶液中に残存する各種金属イオン濃度をICP-OESにより測定し、吸着材浸漬前後の金属イオン濃度の変化量から吸着材の各種金属イオン吸着容量を算出した。吸着試験結果を表4に示す。
(Adsorption of metal ions in binary systems)
In the metal adsorbent obtained in Example 2 above, two types of metal ions (sodium/lead, magnesium/lead, calcium/lead, cobalt/lead, cadmium/lead, copper/lead, cobalt/nickel, cobalt/copper , cobalt/zinc, nickel/copper, nickel/zinc, copper/zinc) were used to conduct batch adsorption tests. After immersing 25 mg of the adsorbent in 100 mL of an aqueous metal ion solution having a metal concentration of 100 ppm for 24 hours at room temperature, the concentrations of various metal ions remaining in the aqueous solution were measured by ICP-OES. Various metal ion adsorption capacities of the adsorbent were calculated from the amount of change. Table 4 shows the adsorption test results.

Figure 0007220894000007
Figure 0007220894000007

表4に示すように、本発明の金属吸着材はナトリウム/鉛のように、ナトリウムのような軽金属イオン存在下では、選択的に重金属イオンである鉛を吸着することが確認された。本発明の金属吸着材における金属イオン選択性は、Na<Mg2+,Ca2+,Co2+,Cd2+<Pb2+<Cu2+となり、鉛や銅に対して特異的に選択性を有していることが確認された。また、表4(B)に示すように、金属特性の似ている第4周期のコバルト、ニッケル、銅、亜鉛の4種類の重金属イオンに対する金属イオン選択性を評価したところ、本発明の金属吸着材の金属イオン選択性はCo2+<Zn2+<Ni2+<Cu2+の順であることが分かった。
以上の結果より、本吸着材は、複数の金属イオンが共存する対象水溶液中から銅、もしくは、鉛などの重金属を効率的、かつ、選択的に回収することができることがわかった。
As shown in Table 4, it was confirmed that the metal adsorbent of the present invention selectively adsorbs lead, which is a heavy metal ion, like sodium/lead in the presence of light metal ions such as sodium. The metal ion selectivity of the metal adsorbent of the present invention is Na + <Mg 2+ , Ca 2+ , Co 2+ , Cd 2+ <Pb 2+ <Cu 2+ and has specific selectivity to lead and copper. It was confirmed that In addition, as shown in Table 4(B), when the metal ion selectivity for four types of heavy metal ions of the fourth period, cobalt, nickel, copper, and zinc, which have similar metal properties, was evaluated, the metal adsorption of the present invention was evaluated. The metal ion selectivity of the material was found to be in the order Co 2+ <Zn 2+ <Ni 2+ <Cu 2+ .
From the above results, it was found that this adsorbent can efficiently and selectively recover heavy metals such as copper or lead from target aqueous solutions in which multiple metal ions coexist.

本発明の金属吸着材は、水等の液体に溶解した金属を分離、抽出して、単離、回収することができる。そのため、排水処理施設における水の浄化、都市鉱山からのレアメタル回収、半導体製造用薬液の高清浄化フィルター、最終処分場の土壌汚染対策用の濾材等の用途に広く利用することができる。


The metal adsorbent of the present invention can separate, extract, isolate and recover metals dissolved in liquid such as water. Therefore, it can be widely used for water purification in wastewater treatment facilities, recovery of rare metals from urban mines, highly cleaning filters for semiconductor manufacturing chemicals, filter media for soil contamination countermeasures at final disposal sites, and the like.


Claims (7)

高分子基材にジチオカルバミン酸基が導入されている金属吸着材であって、前記ジチオカルバミン酸基は、グラフト重合体及びジチオカルバミン酸基導入基を介して導入されていることを特徴とする、金属吸着材であり、
前記ジチオカルバミン酸基導入基とジチオカルバミン酸基部分の構造は、下記式(1)で表される構造であることを特徴とする金属吸着材。

Figure 0007220894000008
(式(1)中、Xは、酸素原子又は窒素原子であり、n及びmは、アルキレン鎖の炭素原子数を表し、nは2以上の整数であり、mは0以上の整数である。Xが酸素原子である場合は、mは0である。また、Xが窒素原子である場合は、mは1以上である。)
A metal adsorbent in which a dithiocarbamic acid group is introduced into a polymer base material, wherein the dithiocarbamic acid group is introduced via a graft polymer and a dithiocarbamic acid group-introducing group. material ,
A metal adsorbent, wherein the structures of the dithiocarbamic acid group-introducing group and the dithiocarbamic acid group portion are represented by the following formula (1).

Figure 0007220894000008
(In formula (1), X is an oxygen atom or a nitrogen atom, n and m represent the number of carbon atoms in the alkylene chain, n is an integer of 2 or more, and m is an integer of 0 or more. When X is an oxygen atom, m is 0. When X is a nitrogen atom, m is 1 or more.)
前記グラフト重合体は、(メタ)アクリル重合体、スチレン重合体、(メタ)アクリル-スチレン共重合体から選択される1種以上であることを特徴とする、請求項1に記載の金属吸着材。 The metal adsorbent according to claim 1 , wherein the graft polymer is one or more selected from (meth)acrylic polymer, styrene polymer, and (meth)acrylic-styrene copolymer. . 下記の工程を備えることを特徴とする、請求項1又は2に記載の金属吸着材を製造する方法。
(i)活性化した高分子基材を準備する工程
(ii-1)前記高分子基材に対して、モノマーをグラフト重合させる工程
(iii-1)グラフト重合体に保護基を有するジチオカルバミン酸基導入化合物を反応させ、グラフト重合体に保護基を有するジチオカルバミン酸基導入基を結合させる工程
(iv)グラフト重合体に結合したジチオカルバミン酸基導入基から保護基を脱保護する工程
(v)ジチオカルバミン酸基導入基に二硫化炭素を反応させる工程
3. A method for producing a metal adsorbent according to claim 1 or 2 , characterized by comprising the following steps.
(i) Step of preparing an activated polymer substrate (ii-1) Step of graft polymerizing a monomer onto the polymer substrate (iii-1) Dithiocarbamic acid group having a protective group on the graft polymer Step (iv) of reacting the introduced compound to bond a dithiocarbamate group-introducing group having a protecting group to the graft polymer (iv) Step of deprotecting the protecting group from the dithiocarbamic acid group-introducing group bonded to the graft polymer (v) Dithiocarbamic acid A step of reacting carbon disulfide with the group-introducing group
下記の工程を備えることを特徴とする、請求項1又は2に記載の金属吸着材を製造する方法。
(i)活性化した高分子基材を準備する工程
(ii-1)前記高分子基材に対して、モノマーをグラフト重合させる工程
(iii-2)グラフト重合体にジチオカルバミン酸基導入化合物を反応させ、グラフト重合体にジチオカルバミン酸基導入基を結合させる工程
(v)ジチオカルバミン酸基導入基に二硫化炭素を反応させる工程
3. A method for producing a metal adsorbent according to claim 1 or 2 , characterized by comprising the following steps.
(i) Step of preparing an activated polymer substrate (ii-1) Step of graft polymerizing a monomer onto the polymer substrate (iii-2) Reacting a dithiocarbamic acid group-introducing compound to the graft polymer (v) a step of reacting the dithiocarbamic acid group-introduced group with carbon disulfide;
下記の工程を備えることを特徴とする、請求項1又は2に記載の金属吸着材を製造する方法。
(i)活性化した高分子基材を準備する工程
(ii-2)前記高分子基材に対して、ジチオカルバミン酸基導入基を有するモノマーをグラフト重合させる工程
(v)ジチオカルバミン酸基導入基に二硫化炭素を反応させる工程
3. A method for producing a metal adsorbent according to claim 1 or 2 , characterized by comprising the following steps.
(i) Step of preparing an activated polymer substrate (ii-2) Step of graft-polymerizing a monomer having a dithiocarbamate group-introduced group to the polymer substrate (v) To the dithiocarbamic acid group-introduced group Step of reacting carbon disulfide
前記活性化した高分子基材は、放射線を照射して活性化した高分子基材であることを特徴とする、請求項3~5のいずれか一項に記載の金属吸着材を製造する方法。 The method for producing a metal adsorbent according to any one of claims 3 to 5, wherein the activated polymeric substrate is a polymeric substrate activated by irradiation with radiation. . 金属を含む被処理体から、前記金属を抽出する金属抽出方法において、請求項1又は2に記載の金属吸着材と前記被処理体を接触させる工程を含むことを特徴とする、金属抽出方法。 3. A metal extraction method for extracting a metal from an object to be processed containing a metal, comprising a step of bringing the object to be processed into contact with the metal adsorbent according to claim 1 or 2 .
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