JPH0645654B2 - キレ−ト樹脂及びその製法 - Google Patents

キレ−ト樹脂及びその製法

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JPH0645654B2
JPH0645654B2 JP12564585A JP12564585A JPH0645654B2 JP H0645654 B2 JPH0645654 B2 JP H0645654B2 JP 12564585 A JP12564585 A JP 12564585A JP 12564585 A JP12564585 A JP 12564585A JP H0645654 B2 JPH0645654 B2 JP H0645654B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規なキレート樹脂及びその製造法に関するも
のであり、更に詳しくは、2,3−エピチオプロピルメタ
クリレートおよび/又は2,3−エピチオプロピルアクリ
レートを構成単位とする架橋重合体を基体とするS、N
配位型の新規なキレート樹脂及びその製造法に関するも
のである。
キレート樹脂は金属イオンを含む溶液から特定の金属イ
オンを選択的に捕捉する機能を有しており、各種の産業
排水や化学製品、食品等の製造プロセス中における有害
重金属の除去や有用重金属の回収、希薄溶液からの有用
金属の濃縮、回収、多成分金属系から各金属の分離等に
広範な用途を持つものである。
〔従来の技術〕
従来多数のキレート樹脂が知られており、主なものに
は、イミノジ酢酸、ポリアルキレンポリアミン、ジチオ
カルバミン酸、チオール、アミドキシム等の配位基を、
スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、エポキシ樹脂、
フエノール樹脂、塩化ビニル樹脂等の基体に導入したも
のである。
〔発明の目的〕
本発明の目的は樹脂の物理的強度、化学的強度が良好
で、かつキレート交換容量が大で、しかも簡単な反応で
容易に合成できる新規なキレート樹脂及びその製法を提
供することにある。
〔発明の構成〕
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明は式(1) (式中、R1はメチル基又は水素原子)で表わされる構
造単位を有するキレート樹脂、及びその製造方法に関す
るものである。
本発明のキレート樹脂は2,3−エピチオプロピルメタク
リレートおよび/または2,3−エピチオプロピルアクリ
レートを構成単位とする架橋重合体とヒドラジンとを反
応させることによつて下式の反応に従つて製造される。
(式中、R1はメチル基又は水素原子を表わす。) 2,3−エピチオプロピルメタクリレートおよび/または
2,3−エピチオプロピルアクリレートを構成単位とする
架橋重合体とヒドラジンとの反応は、溶媒の存在下又は
非存在下で両者を攪拌混合しながら加熱することによつ
ておこなわれる。溶媒を使用する場合は前記架橋重合体
に対して不活性で、ヒドラジンを溶解し、かつ、これら
架橋重合体を膨潤させる溶媒が好ましく、例えば、メタ
ノール、エタノールなどアルコール類、ベンゼン、トル
エンなど芳香族炭化水素類、アセトン、ジオキサン、メ
チルエチルケトン、エーテル、テトラヒドロフラン、ジ
メチルホルムアミド等が挙げられる。
溶媒としてアセトン、メチルエチルケトン等のヒドラジ
ンと反応してヒドラゾンを形成する溶媒も使用可能で、
この場合はヒドラゾンと架橋共重合体が反応する。例え
ば溶媒がアセトンの場合、下式の反応に従つて製造され
た。
このものは酸又はアルカリ水溶液で処理することにより
式(1)で表わされる構成単位を持つキレート樹脂にな
る。
反応温度、反応時間の組合せは適宜選択されるが、反応
温度は20℃から、120℃好ましくは40℃から10
0℃である。反応時間は溶媒反応温度によつて異なるが
メタノールを使用した場合反応温度60℃〜80℃では
2〜4時間で充分である。ヒドラジンは、無水ヒドラジ
ン、水和ヒドラジンどちらも使用可能である。ヒドラジ
ンの使用量はエピスルフイド基に対して0.5当量以上使
用すると良いが、過剰に過ぎると無駄が生じるので、好
ましくは1〜5倍当量である。溶媒の使用量は過剰に過
ぎると、反応試剤であるヒドラジンの濃度が低下するの
で、おのずと適当量が存在する。溶媒がメタノールの場
合、ヒドラジン濃度が5〜40容量%程度となるメタノ
ール量が良好である。
本発明で使用される2,3−エピチオプロピルメタクリレ
ートおよび/または2,3−エピチオプロピルアクリレー
トを構成単位とする架橋重合体は公知の方法に従つて製
造することができる。その一例をあげると、2,3−エピ
チオメタクリレートおよび/または2,3−エピチオアク
リレートを加橋性単量体との共重合反応で得られる。
更には樹脂の強度等の改良のためこれらの単量体と共重
合可能な単量体、例えば、スチレン、α−メチルスチレ
ン、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、酢酸
ビニル、アクリロニトリル等を共重合させることも可能
である。
架橋性単量体としては、ジビニルベンゼン、ジビニルト
ルエン、エチレングリコールジメタクリレート、エチレ
ングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール
ジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレ
ート、プロピレングリコールジメタクリレート、プロピ
レングリコールジアクリレート、プロパントリオールト
リメタクリレート、プロパントリオールトリアクリレー
ト、等のポリビニル単量体があげられる。
架橋性単量体は全単量体に対して0.5ないし50容量%
好ましくは1ないし30容量%の割合で使用される。
重合は懸濁重合により球状重合体を製造するのが好まし
い方式である。懸濁重合は懸濁安定剤を含む水性媒体中
に単量体混合物、ラジカル重合開始剤を加え通常60〜
90℃で攪拌下に重合させることによつておこなわれ
る。重合開始剤はビニル重合に汎用されるものから適宜
選択すればよく、例えば過酸化ベンゾイル、アゾビスイ
ソブチロニトリル、ラウロイルパーオキサイド、第3級
ブチルパーオキサイド等が単独使用又は併用される。
懸濁安定剤としては、ゼラチン、ポリアクリル酸ナトリ
ウム、ポリメタクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコ
ール、ヒドロキシエチルセルロース、炭酸カルシウム、
硫酸バリウム、ベントナイト、ヒドロキシアパタイト等
の水溶性高分子物質、水不溶性無機化合物が単独使用又
は併用される。
単量体の水性媒体への溶解を防止するために、水性媒体
に塩化カルシウムや硫酸ナトリウム等を加える場合もあ
る。
又本発明で使用される2,3−エピチオプロピルメタクリ
レートおよび(または)2,3−エピチオプロピルアクリ
レートを構成単位とする架橋重合体はマクロポーラス型
であることがより好ましいが、マクロポーラス型の樹脂
は公知の方法に従つて製造される。すなわち前記した重
合で、単量体に対しては溶媒として働き、重合体に対し
ては非膨潤剤として働くような溶媒を単量体に添加して
重合を行う。このような溶媒としては例えばn−ヘプタ
ン、イソオクタンのようなパラフイン類やオクタノー
ル、ヘプタノールのような高級アルコール類が、また混
合溶媒として石油ベンジン、石油ナフサなどがあげられ
る。
或いは又単量体混合物に溶解する適当な線状重合体を単
量体に添加して重合した後、これを生成共重合体から溶
媒で抽出除去する等の方法で製造される。このような線
状重合体としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸
エステル、スチレン等の線状重合体があげられる。
本発明のキレート樹脂は多種類の重金属イオン、例え
ば、Ag+,Hg2+,Cu2+,Ni2+,Co2+,Cd2+,Zm2+,M
n2+,Al3+,Cr3+,Cr6+,Pb2+,Au3+,UO2 2+等に対して
大きな吸着容量を示し、又吸着速度も大である。
又吸着された金属イオンはそれぞれの性質により、酸又
はアルカリ溶液で溶離される。
本発明の樹脂を特定の金属イオンの分離に使用するに際
しては、本発明による樹脂を充填した樹脂塔に、目的の
金属イオンを含有する溶液を通し、目的とする金属イオ
ンを吸着させ、ついで適当な溶離剤たとえば、硫酸、塩
酸、硝酸、シアン酸、シアン酸塩、水酸化アルカリなど
の溶液および、これらにチオ尿素や水硫化アルカリ等を
添加した溶液などで処理して、目的とする金属イオンを
溶離する。又樹脂を直接に金属イオンを含む溶液と混合
して吸着をおこない、分離したのち溶離液を用いて溶出
することもできる。金属イオンを溶離した樹脂は水洗の
のち再び吸着に使用できる。溶離液は常法により処理し
て各金属を回収する。
〔実施例〕
次に本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発
明は、その要旨を超えない限り以下の実施例に限定され
るものではない。
<2,3−エピチオメタクリレートの架橋共重合体の製造
> 500ml三つ口フラスコに水260mlと懸濁安定剤とし
てゼラチン1%水溶液10ml、硫酸ナトリウム3g、炭
酸カルシウム4gを加え、更に2,3−エピチオメタクリ
レートと、純度55%のジビニルベンゼン(残部はエチ
ルビニルベンゼン)の混合溶液20ml(混合割合は表−
1に記す)に、重合開始剤アゾビスイソブチロニトリル
0.2gを溶解した液とイソオクタン10mlを混合して添
加した。液を攪拌して、液滴の大きさが32〜60メツ
シユ程度になるように有機溶媒相を分散させた後約1時
間を要して、液温を70℃に上げ、この状態を1時間保
ち、更に最後に90℃に2時間保ち重合を完了させた。
水中で加熱して溶媒を除去した後、生成した球状共重合
体を分離し、塩酸で炭酸カルシウムを分解し、水洗によ
り、他の懸濁安定剤を除去して乾燥し、32〜60メツ
シユの球状重合体を得た。
製造例1〜4 <キレート樹脂の製造> 前記2,3エピチオメタクリレート架橋共重合体1gにヒ
ドラジン水和物の40%メタノール溶液5mlを加え、6
0℃で4時間反応をおこなつた。反応終了後、純水で洗
浄し、1規定の水酸化ナトリウム水溶液に一晩浸漬し、
樹脂を−OH形にした。その後再び純水で、洗浄液がほ
ぼ中性になるまで洗浄をおこなつた。得られた樹脂の窒
素含有率を元素分析で求めた。結果は次のとおりであつ
た。
製造例5〜8 <キレート樹脂の製造> 製造例1〜4のヒドラジン水和物40%メタノール溶液
の代りにヒドラジン水和物を使用した他は、製造例1〜
4と全く同様にしてキレート樹脂を製造した。得られた
樹脂の窒素含有率は次のとおりであつた。
実施例1 製造例1〜8の乾燥樹脂0.125gに0.01mol/lのAgN
O3水溶液50mlを加え、ふりまぜながら、25℃で48
時間接触後、上澄液中のAg+をキレート滴定法により定
量し、吸着前後のAg+濃度から、吸着量を求めた。
実施例2〜5 例2で製造した2,3エピチオメタクリレートの架橋共重
合体1gに、ヒドラジン水和物の5%、10%、20
%、60%メタノール溶液10mlを加えて、製造例1〜
4と同様にしてキレート樹脂を製造した。
乾燥樹脂0.125gに0.01mol/lのAgNO3及びHgCl2
溶液50mlを加え、ふりまぜながら25℃で48時間、
接触後上澄液中の金属濃度をキレート滴定法により定量
し、吸着前後の金属濃度から、金属吸着量を求めた。
実施例6 製造例2で製造した樹脂のHg2+,Cu2+,Pb2+,Ag+,Ca
2+,Zn2+,UO2 2+,Al3+,Cr3+,Cr6+,Co2+,Ni2+,Mn
2+,Cd2+に対する吸着性とpHとの関係を求めた結果を第
1図、第2図に示す。0.01mol/lの金属イオン溶液を
使用し、添加量は樹脂1gに対し400mlである。樹脂
と金属溶液は25℃で48時間接触させた。Hg2+,A
g+,Cr6+は低pH域において良好な選択吸着性を示し、他
の金属類とpH3以下で分離できる。また、カラム法では
段階的に溶離液組成を変えることにより金属イオン間の
分離が可能である。
実施例7〜13 製造例2で製造した樹脂に4.2mmol/gのAg+を吸着させ
たものを水洗し、過し風乾した。0.1規定HCl溶液1
00mlにチオ尿素を0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、
3.0g、5.0g、10.0gを各々溶解した溶離剤をAg吸
着樹脂約0.125gに各々50mlを加え、30℃で1時間
振盪後、溶離剤中に溶離したAg+を測定し、溶離率を求
めた。
〔発明の効果〕 以上のように本発明のキレート樹脂によると各種金属イ
オンを効率的に分離することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例6で製造したキレート樹脂のHg2+,A
g+,UO2 2+,Cu2+,Ca2+,Pb2+およびZn2+に対する吸着
性とpHとの関係を示す図である。 第2図は実施例6で製造したキレート樹脂のAl3+,C
r3+,Cr6+,Co2+,Zn2+,Ni2+,Mn2+,Ca2+およびPb2+
に対する吸着性とpHとの関係を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】架橋重合体であつて、下記一般式(1)で表
    わされる構成単位を有することを特徴とするキレート樹
    (式中、R1はメチル基又は水素原子を表わす)
  2. 【請求項2】2.3−エピチオプロピルメタクリレートお
    よび/又は2.3−エピチオプロピルアクリレートを構成
    単位とする架橋重合体とヒドラジンとを反応させること
    を特徴とする下記一般式(1)で表わされる官能基を有す
    るキレート樹脂の製法 (式中、R1はメチル基、又は水素原子を表わす。)
JP12564585A 1985-06-10 1985-06-10 キレ−ト樹脂及びその製法 Expired - Lifetime JPH0645654B2 (ja)

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