JPH09187646A

JPH09187646A - イオン吸着体

Info

Publication number: JPH09187646A
Application number: JP4555996A
Authority: JP
Inventors: Motoya Mori; 元哉毛利; Tatsuro Takeuchi; 辰郎竹内; Kazumichi Ushio; 和道牛尾
Original assignee: Senju Pharmaceutical Co Ltd; Takeda Chemical Industries Ltd
Current assignee: Senju Pharmaceutical Co Ltd; Takeda Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1996-01-11
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】銅、鉛、亜鉛、カドミウムなどの有害金属イオ
ンやリン酸イオンフッ素イオン、砒酸イオンなどのアニ
オンを比較的低濃度で含む水から、それら金属イオンや
アニオンを簡便、廉価且つ効率よく除去する方法がなか
った。【解決手段】有害金属イオンやリン酸イオン、フッ素イ
オンなどを含有する水を、チタン、ジルコニウムおよび
スズの含水亜鉄酸塩の少なくとも１種を含有するか、さ
らにチタン、ジルコニウム、スズおよび鉄の水和酸化物
の少なくとも１種を含有するイオン吸着剤付着三次元網
目状構造体からなるイオン吸着体で濾過すると、それら
有害金属イオンやリン酸イオン、フッ素イオンなどのア
ニオンがイオン吸着体に速やかに吸着除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イオン、特に水中
の有害イオンを簡便且つ効率よく吸着する吸着体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年水質汚染は悪化の一途を辿ってお
り、生活排水、工業排水からの銅、鉛、亜鉛、カドミウ
ムなどの有害金属イオンやリン酸イオン、フッ素イオン
などの陰イオンの除去は早急に解決しなければならない
社会問題である。しかし水は多くの化合物、特に塩類の
良溶媒であるので、一旦水に溶け込んだ化合物やイオン
を水溶液から分離除去するのは容易なことではない。水
中の有害金属イオン、たとえば銅イオンを含む水溶液か
ら銅を分離除去する方法として、特開昭５１−６８４２
８号や特開昭５２−２６３６６号など、銅よりイオン化
傾向の大きいアルミニウムのような金属を用いて銅イオ
ンを金属銅として回収する方法なども提案されてはいる
が、銅イオン濃度が１０ｐｐｍ以下といった低濃度で含
まれている水溶液から銅を回収することは難しい。一
方、富栄養化現象の原因物質の一つであるリン酸イオン
の除去法としては、リン酸イオンを含む排水にカルシウ
ムやアルミニウムなどの金属イオンを含む化学薬品を添
加し、リン酸イオンを難溶性のリン酸塩として除去す
る、いわゆる凝集沈澱法がある。しかしながら、この方
法では大量のスラッジが生成するため、二次公害をひき
おこす虞れもあり、かならずしも満足しうる方法とは言
えない。ところで、酸化チタン、酸化ジルコニウムや酸
化スズの水和物は、イオン交換体としての性質を有して
おり、たとえば、酸性溶液中ではＨイオンを固定してア
ニオン交換体となり、リン酸イオン、フッ素イオン、硫
酸イオン、塩素イオン、ヒ酸イオン、亜ヒ酸イオン、ク
ロム酸イオン、モリブデン酸イオンなどを吸着すること
が知られており、また、アルカリ性溶液中では、ＯＨイ
オンを固定し、カチオン交換体として作用することも知
られている。これらの酸化金属水和物のイオン交換性に
着目するとともに、吸着剤としての強度を向上させるた
め、チタン、ジルコニウムあるいはスズの含水亜鉄酸塩
を不飽和ポリエステル樹脂またはポリウレタン樹脂と混
合し、これを硬化させた吸着剤が提案されている（特開
昭５６−１１８７３４号、特開昭５７−５０５４３
号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの金属含水亜鉄
酸塩を粉末のままカラム等に充填して使用すれば圧損が
大きく、また目詰りの原因となり、さらにイオン吸着後
の処理、たとえば吸着剤の濾過、分離、再生などに多大
の時間、労力、費用を費やすことになる。また金属含水
亜硫酸塩の粉末を樹脂に混合して成形した吸着剤は金属
含水亜鉄酸塩本来のイオン交換能が充分には発揮され
ず、吸着速度も遅くなると云った欠点があり、いずれも
イオン除去効率、簡便さの観点から問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
チタン、ジルコニウムまたはスズの含水亜鉄酸塩または
それとチタン、ジルコニウム、スズまたは鉄の水和物の
混合物をイオン吸着剤として用い、簡便且つ効率的に水
中のイオン、特に銅、鉛、亜鉛、カドミウムなどの有害
金属イオンやリン酸イオン、フッ素イオン、砒酸イオ
ン、亜砒酸イオン、クロム酸イオン、硝酸イオン、亜硝
酸イオン、硫酸イオン、亜硫酸イオンなどのアニオンを
除去しうる技術について鋭意研究を重ねた結果、これら
の吸着剤を適当な結合剤を用いて三次元網目状構造体に
付着させたイオン吸着体が従来技術の課題を一掃しうる
ことを知見し本発明を完成するに至った。すなわち、本
発明は、１）三次元網目状構造体にチタン、ジルコニウムおよび
スズの含水亜鉄酸塩の少なくとも１種を含有するイオン
吸着剤を結合剤で付着させたイオン吸着体、２）イオン吸着剤がさらにチタン、ジルコニウム、スズ
および鉄の水和酸化物の少なくとも１種を含有する前記
１）記載のイオン吸着体、３）三次元網目状構造体が弾性構造体である前記１）記
載のイオン吸着体、４）三次元網目状構造体が、ポリウレタン製のものであ
る前記１）記載のイオン吸着体、５）イオン吸着剤が平均粒径が１〜５００μの粉末であ
る前記１）記載のイオン吸着体、６）イオン吸着剤の付着量がフィルター１０００ｃｍ³
当り５〜５００ｇである前記１）記載のイオン吸着体、７）結合剤がポリアクリル酸系樹脂またはポリウレタン
系樹脂である前記１）記載のイオン吸着体、である。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明において用いられる三次元
網目状構造体は、いわゆる「へちまたわし」様の三次元
の骨格組織からなる構造体である。材質としては、たと
えばポリウレタン、ポリエステル、ポリ塩化ビニルなど
の合成樹脂、天然または合成ゴム、金属フォーム、金属
ハニカム、セラミックフォーム、セラミックハニカム、
軽石などの無機物、へちまなどの植物由来のものなどが
挙げられるが、フイルターなどとして使うには弾性構造
体であることが好ましい。特に本発明の目的に適うもの
は、軟質ポリウレタンフォームを加水分解してセルの膜
壁を溶解し、三次元網目状の骨格を残した空隙率の大な
る構造体である。本発明の三次元網目状構造体における
骨格組成内の空隙の大きさは、セルが１インチに通常５
〜８０個、好ましくは８〜６０個、さらに好ましくは１
０〜４０個存在する程度のものである。この構造体をフ
イルターとして使用する場合、構造体の厚みは、単位時
間に接触させるイオンを含む水の量にもよるが、通常５
ｍｍ〜５０ｃｍ、好ましくは１ｃｍ〜３０ｃｍである。
構造体がシート状である場合は濾過装置のフィルター収
容面積の広さに合わせて切断し、必要により複数枚を重
ねて使用すればよい。本発明の吸着剤を製造するのに用
いられるチタン、ジルコニウムおよびスズの含水亜鉄酸
塩の少なくとも１種またはそれとチタン、ジルコニウ
ム、スズおよび鉄の水和酸化物の少なくとも１種との混
合物とは、たとえばつぎのような方法により製造される
ものである。チタン、ジルコニウムおよびスズの少なく
とも１種の金属塩を溶解して調製した金属イオンを含有
する溶液に、この溶液中に含まれる金属イオンに対し
て、約０.２〜１１倍モルに相当する第１鉄塩を加えた
後、アルカリを加え、液のｐＨを約６以上、好ましくは
約７〜１２に保持する。この後、必要ならば溶液の温度
を約３０〜１００℃にした後、たとえば空気、酸素ガス
またはオゾンなどの酸化性ガスを吹き込むか、あるいは
過酸化水素水などの酸化剤を加え、含水亜鉄酸塩の沈澱
を生成させる。生じた沈澱を濾別し、水洗した後乾燥す
る。乾燥は風乾するかもしくは約１５０℃以下、好まし
くは約９０℃以下で約１〜２０時間程度乾燥する。乾燥
後の含水率は、約６〜３０重量％の範囲内に入ることが
好ましい。

【０００６】このようにして、チタン、ジルコニウムお
よびスズの含水亜鉄酸塩の少なくとも１種またはそれと
チタン、ジルコニウム、スズおよび鉄の水和酸化物の少
なくとも１種との混合物が得られる。更に具体的に説明
すると、チタン、ジルコニウムおよびスズの含水亜鉄酸
塩の少なくとも１種またはそれと鉄の水和酸化物との混
合物は、前述の方法においてチタン、ジルコニウムおよ
びスズの少なくとも１種の金属塩を溶解して調製した金
属イオンを含有する溶液に、この溶液中に含まれる金属
イオンに対して約２〜１１倍モルに相当する第１鉄塩を
加える以外は前述の方法と同様にして製造される。ここ
で鉄の水和酸化物とは、たとえばＦｅＯ,Ｆｅ₂Ｏ₃,Ｆｅ
₃Ｏ₄などの鉄の酸化物の水和物（一水塩、二水塩、三水
塩、四水塩など）を表わす。含水亜鉄酸塩と鉄の水和酸
化物との割合は、含水亜鉄酸塩含量が約２４〜１００重
量％となる量である。

【０００７】チタン、ジルコニウムおよびスズの含水亜
鉄酸塩の少なくとも１種とチタン、ジルコニウムおよび
スズの水和酸化物の少なくとも１種との混合物は、前述
の方法においてチタン、ジルコニウムおよびスズの少な
くとも１種の金属塩を溶解して調製した金属イオンを含
有する溶液に、この溶液に含まれる金属イオンに対して
約０.２倍モル以上、約２倍モル未満の範囲で第１鉄塩
を加える以外は前述の方法と同様にして製造される。こ
の場合、含水亜鉄酸塩含量は、約２０重量％以上、１０
０重量％未満の範囲である。ここで、チタンの水和酸化
物とは、一般式

【化１】ＴｉＯ₂・ｎＨ₂Ｏ（式中、ｎは０.５〜２.０の数である。）で表されるも
のである。具体的には、たとえば

【化２】 TiO₂・H₂O(TiO(OH)₂),TiO₂・2H₂O(Ti(OH)₄),Ti
O₂・nH₂O （式中、ｎは１.５〜２.０の数である。）などがあげら
れる。ジルコニウムの水和酸化物とは一般式

【化３】ＺｒＯ₂・ｎＨ₂Ｏ（式中、ｎは０.５〜２.０の数である。）で表されるも
のである。具体的には、たとえば

【化４】 ZrO₂・H₂O(ZrO(OH)₂),ZrO₂・2H₂O(Zr(OH)₄),Zr
O₂・ｎH₂O （式中、ｎは１.５〜２.０の数である。）などがあげら
れる。スズの水和物とは、一般式

【化５】 SnO₂・ｎH₂O （式中、ｎは０.５〜２.０の数である。）で表されるも
のである。具体的には、例えば

【化６】 SnO₂・H₂O(SnO(OH)₂)，SnO₂・2H₂O(Sn(OH)₄)，
SnO₂・nH₂O （式中、ｎは１.５〜２.０の数である。）などがあげら
れる。前述の製造法において用いられるチタン、ジルコ
ニウムあるいはスズの金属塩としては、たとえば四塩化
チタン（ＴｉＣｌ₄）、硫酸チタン（Ｔｉ（Ｓ
Ｏ₄）₂）、硫酸チタニル（ＴｉＯ(ＳＯ₄)）、オキシ塩
化ジルコニウム（ＺｒＯＣｌ₂・８Ｈ₂Ｏ）、四塩化ジル
コニウム（ＺｒＣｌ₄）、硝酸ジルコニウム（Ｚｒ(ＮＯ
₃)₄・４Ｈ₂Ｏ）、硫酸ジルコニウム(Ｚｒ(ＳＯ₄)₂・４
Ｈ₂Ｏ）、酢酸ジルコニウム(Ｚｒ（ＣＨ₃ＣＯＯ)₄）、
四塩化スズ（ＳｎＣｌ₄）、硝酸スズ（Ｓｎ(ＮＯ₃)₄)、
硫酸スズ(Ｓｎ(ＳＯ₄)₂）などがあげられる。これらの
金属塩は通常、約０.０５〜２.０モルの溶液状で用いら
れる。

【０００８】第一鉄塩としては、たとえば硫酸第一鉄
(ＦｅＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ)、硝酸第一鉄(Ｆｅ（ＮＯ₃）₂・
６Ｈ₂Ｏ）、塩化第一鉄（ＦｅＣｌ₂）などがあげられ
る。これらの第一鉄塩は通常、固形物で加えられるが、
溶液状で加えてもよい。アルカリとしては、たとえば水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、
アンモニア、炭酸ナトリウムなどがあげられる。これら
は、通常約５〜２０重量％の水溶液で用いられる。酸化
性ガスを吹き込む場合、その時間は、酸化性ガスの種類
などによって異なるが、通常約１〜３時間程度である。
酸化剤としては、たとえば過酸化水素、次亜塩素酸ナト
リウム、次亜塩素酸カリウムなどが用いられる。含水亜
鉄酸塩またはそれと水和酸化物との混合物の形状は如何
なるものでもよいが、平均粒径が約１〜５００μ以下の
もの特に、２〜２５０μのものが、後述する樹脂との混
合操作や吸着性能などの点で好ましい。このようにして
得られた吸着剤の顆粒または粉末の三次元網目状構造体
への付着量は、構造体のセルの大きさ、空隙率等によっ
ても異なるが、構造体１０００ｃｍ³当たり通常５〜５
００ｇ、好ましくは８〜４００ｇ、さらに好ましくは１
０〜３００ｇである。

【０００９】吸着剤の顆粒または粉末を三次元網目状構
造体に付着させる結合剤は、水に接触する状態において
も吸着剤の顆粒または粉末を三次元網目状構造体の骨格
に強固に付着せしめ、自らは分解、溶解などの現象を起
こし難いような性質のものが選ばれる。この結合剤とし
ては、天然、合成のいずれでもよく、合成結合剤として
は、熱可塑性、熱硬化性エラストマーのいずれでもよ
い。またその形態としては、エマルジョン、粉末、溶液
の区別を問わず、個々の場合に応じてこれら任意の結合
剤の中から適宜に選択使用すればよい。なお、エマルジ
ョンないしは溶液状のものは粉末のものに比べて通気
性、通液性のすぐれた構造体を与えるので、たとえば濾
過材等の目的で用いる構造体を得ようとする場合にはエ
マルジョンあるいは溶液状のものを使用するのがよい。
エマルジョンないし溶液の濃度は効果的に接着がなされ
ないかぎりいくらでもよいが、たとえば構造体を濾過材
等として用いる場合、あまり濃度が高すぎると孔を塞ぎ
通水性がわるくなり、また少なすぎると接着が十分にお
こなわれないので、普通約５〜７０％程度のものが使用
される。これら結合剤の具体例としては、たとえばカゼ
イン、血漿、アルブミン、獣膠、魚膠、デンプン、セラ
ック、松脂、ケイ酸ソーダ、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポ
リビニルアルコール系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリ
ハロゲン化ビニル系樹脂、硝酸セルローズ、アスファル
ト、飽和ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、フェ
ノールレゾルシン系樹脂、ビニルピリジン系樹脂、エポ
キシ系樹脂、エポキシ−フェノール系樹脂、ポリ尿素系
樹脂、メラミン系樹脂、アルキッド系樹脂、ポリウレタ
ン系樹脂、天然ゴム、再生ゴム、スチレン−ブタジエン
系ゴム、ネオプレン系ゴム、ニトリルゴム、シリコーン
等が挙げられるが、好適な例としては、ポリアクリル系
樹脂、ポリウレタン系樹脂等が挙げられる。これらは一
種のみでもまた二種以上を併用してもよい。この結合剤
を用いて吸着剤を構造体に付着させる方法としては、構
造体に結合剤を含浸法、滴下法、スプレー法などにより
付着させ、ついでこれに吸着剤を付着させるか、結合剤
と吸着剤とを同時に構造体に付着させるか、あるいは、
あらかじめ結合剤と吸着剤をよく混合した後、構造体に
付着させる方法などが挙げられる。これらの具体的な操
作法としては、たとえばエマルジョンないしは溶液状の
結合剤を構造体骨格の表面に塗布、滴下ないしは、噴霧
し、ついで吸着剤を散布して適当に加熱固着させる方
法、エマルジョンないしは溶液状の結合剤中に構造体を
浸漬後その表面に吸着剤を散布し加熱固着させる方法、
吸着剤を結合剤溶液中に分散させ、これを構造体に塗
布、滴下、噴霧するかあるいはこの分散液中に構造体を
浸漬し、ついでこれを乾燥する方法（この方法では、吸
着剤は水または溶剤を潤材として使用し表面を潤した状
態で使用してもよい。）、粉末状結合剤を構造体に散布
し若干加熱して面上に付着させた後、吸着剤を散布して
加熱する方法等が挙げられる。また、これら結合剤と共
に、各種の分散剤あるいは増粘剤を適宜使用すれば、分
散系の安定性が増し網目状構造体への均一な吸着剤の添
加が容易になる。

【００１０】これらの結合剤に配合される吸着剤の比率
は、通常５〜８０重量％、好ましくは１０〜７０重量
％、さらに好ましくは２０〜６０重量％である。また吸
着剤の三次元網目状構造体への付着量の調整は、吸着剤
の顆粒または粉末を含有する結合剤中の吸着剤の濃度
と、その結合剤の構造体への含浸量により調節できる
が、構造体が弾性体である場合は吸着剤含有結合剤液を
含浸させた構造体を一定の間隙を有する２個のローラー
間を通過させて液を絞り、含浸量を調節することにより
容易に行うことができる。結合剤液含浸構造体の乾燥
は、自然乾燥でも強制乾燥でもよく、合成樹脂エマルジ
ョンを使用した場合は、４５℃以上の温度で８時間以
上、通常７５℃で２時間程度乾燥するとエマルジョンは
完全に硬化し、吸着剤の顆粒または粉末は強固に構造体
の骨格に付着する。

【００１１】

【実施例】以下実施例をあげて本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。実施例１Ａ．吸着剤粉末の製造 A-1 チタン含水亜鉄酸塩粉末の製造四塩化チタンの０.１５モル水溶液を１リットル調製す
る。この溶液中にはチタンとして７.２ｇの金属イオン
が含まれている。この水溶液中へ硫酸第一鉄結晶（FeSO
₄・7H₂O）を８４ｇ添加し、撹拌しながら溶解する。この
量は第一鉄イオンとして０.３モルに相当する。つぎ
に、この水溶液に１５重量％の水酸化ナトリウム溶液を
撹拌しながら滴下してゆくと青緑色の沈澱を生じる。水
溶液のｐＨが１０になるまで滴下を続ける。つぎにこの
水溶液を６０〜７０℃に加温しながら１０リットル／時
の流量で空気を吹き込む。空気の吹き込みを続けると水
溶液のｐＨが低下するので、この場合は１５重量％の水
酸化ナトリウム溶液を添加してｐＨを１０に保つ。約２
時間空気を吹き込み、黒色のチタンの含水亜鉄酸塩沈澱
を生成させる。つぎに、この黒色沈澱物を吸引濾別し、
脱イオン水で濾液が中性となるまで洗浄した後７０℃以
下で乾燥する。これを乳鉢にて１２０μ以下に粉砕して
チタンの含水亜鉄酸塩粉末とする。

【００１２】A-2 ジルコニウム含水亜鉄酸塩粉末の製
造硫酸ジルコニウムの０.１５モル水溶液を１リットル調
製する。この溶液中にはジルコニウムとして１３.７ｇ
の金属イオンが含まれている。この水溶液中へ硫酸第一
鉄結晶（ＦｅＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ）８４.０ｇを添加し、撹
拌しながら溶解する。この量は鉄イオンとして０.３モ
ルに相当する。つぎにこの水溶液に１５重量％の水酸化
ナトリウム溶液を撹拌しながら液のｐＨが１０になるま
で滴下すると青緑色の沈澱が生じる。つぎに、この水溶
液を５０〜８０℃に加温しながら１０リットル／時の流
量で空気を吹き込む。空気吹き込みを続けると水溶液の
ｐＨが低下するので、この場合は、１５重量％の水酸化
ナトリウム溶液を滴下してｐＨを９.５〜１０に保持す
る。ｐＨの低下が認められなくなるまで空気の吹き込み
を続けると黒色のジルコニウムの含水亜鉄酸塩沈澱が生
成する。つぎに、この黒色沈澱物を吸引濾別し、脱イオ
ン水で濾液が中性となるまで洗浄した後、７０℃以下で
乾燥する。これを乳鉢で１２０μ以下に粉砕してジルコ
ニウムの含水亜鉄酸塩粉末とする。

【００１３】A-3 ジルコニウム含水亜鉄酸塩と鉄水和
酸化物混合物粉末の製造オキシ塩化ジルコニウムの０.０５モル水溶液を１リッ
トル調製する。この溶液中にはジルコニウムとして４.
５５ｇの金属イオンが含まれている。この水溶液中へ硫
酸第一鉄結晶（ＦｅＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ）１５３ｇを添加
し、撹拌しながら溶解する。この量は鉄イオンとして
０.５５モルに相当する。つぎに、この水溶液に１５重
量％の水酸化ナトリウム溶液を撹拌しながら液のｐＨが
９.５になるまで滴下すると、青緑色の沈澱を生じる。
つぎに、この水溶液を４０〜７０℃に加温しながら１０
リットル／時の流量で空気を吹き込む。空気の吹き込み
を続けると、水溶液のｐＨが低下するのでこの時は、１
５重量％の水酸化ナトリウム溶液を滴下してｐＨを１０
に保持する。ｐＨの低下が認められなくなるまで空気の
吹き込みを続けると、黒色のジルコニウムの含水亜鉄酸
塩と鉄の水和酸化物との混合物の沈澱が生成する。この
ものはジルコニウムの含水亜鉄酸塩を約２７重量％含有
している。以下、A-1と同様の方法で処理して吸着剤粉
末を得た。

【００１４】Ｂ．吸着剤粉末含有結合剤液の調製次の組成からなる混合物をミキサーで充分に撹拌してペ
ースト状の水性エマルジョンを得た。

【表１】

【００１５】Ｃ．吸着剤粉末を付着させた三次元網目状
構造イオン吸着体の製造セル数１３個／インチ、密度３１.７kg／ｍ³、硬度２
２.０ｋｇ、引張強さ１.２５kg／cm²、伸び９５％、引
き裂き強度１.１０kg／cm、圧縮残留歪２.５％の物性を
有するポリエーテルポリウレタン製三次元網目状構造体
を２.０×３３.０×１０.０cm³の大きさに切断した。こ
の構造体に前記Ａ．で調製した３種類の水性エマルジョ
ンＢ−１，Ｂ−２，Ｂ−３をそれぞれ上面から滴下して
含浸させ、対向する２個のローラー間を通過させて、９
５ｇの水性エマルジョンを含浸する構造体を得た。これ
らの構造体を７５℃、２４時間乾燥して、それぞれ吸着
剤２６.５ｇが付着したイオン吸着体Ｃ−１，Ｃ−２，
Ｃ−３を製造した。

【００１６】実験例１銅イオン吸着試験試験方法１ppmの銅イオンを含む精製水（以下、淡水と略す
る。）および１ppmの銅イオンを含む人工海水（以下、
海水と略する。）各１００mlずつにＣ−１，Ｃ−２およ
びＣ−３のイオン吸着体を１ｃｍ³ずつ入れ、４日間２
５±２℃で振盪し、各溶液の銅イオン濃度を経時的に測
定した。なお、各銅イオン溶液は硫酸銅を用いて調製し
た。試験結果を〔表２〕および〔表３〕に示す。

【表２】

【００１７】

【表３】〔表２〕及び〔表３〕に示すように淡水、海水ともにＣ
−１、Ｃ−２およびＣ−３のものは２時間で銅イオン濃
度が０.２ppm以下になったのに対して、無添加のものは
銅イオン濃度に殆ど変化はなかった。

【００１８】実験例２リン酸イオン吸着試験試験方法１ppmのリン酸イオンを含む淡水１００mlずつにＣ−２
のイオン吸着体を１cm³入れ、４日間２５±２℃で振盪
し、溶液のリン酸イオン濃度を経時的に測定した。な
お、リン酸イオン溶液はリン酸二水素カリウムを用いて
調製した。試験結果を〔表４〕に示す。

【表４】〔表４〕に示すように、淡水においてもＣ−２のイオン
吸着体のリン酸イオン吸着が認められ、徐々にリン酸イ
オンを吸着することがわかった。

【００１９】実験例３６０×４０×３７ｃｍ³の魚飼育槽に５０リットルの人
工海水を入れ、銅イオン濃度が２.０ｐｐｍとなるよう
に硫酸銅を溶かし込んだ。この人工海水を２５℃で８時
間放置した後、上部の濾過器に実施例１.Ｃで得られたC
-2のイオン吸着体１枚を載置し、２４時間に亙って毎分
約１０リットルの速度で人工海水をポンプで濾過器に注
ぎ込んだ。その結果当初２.０ppmであった銅イオンは
０.１ppm以下に減少した。同じ要領でC-1およびC-3のフ
ィルターについても実験を行い、同様の結果を得た。

【００２０】

【発明の効果】このようにして得られる本発明のイオン
吸着体は、各種の陰イオンや陽イオンの吸着剤として用
いることができるが、特に陰イオンの吸着に関しては酸
性溶液中からリン酸イオン系を選択的に吸着するのでリ
ン酸イオン系の吸着剤として使用することができる。更
に本発明のイオン吸着体は、吸着操作をおこなった後ア
ルカリ液でリン酸イオンなどの陰イオンを容易に脱離す
ることができ、繰り返し使用が可能である。また、本発
明のイオン吸着体の中でも、ポリウレタン製弾性構造体
を用いたイオン吸着体は、機械的強度にすぐれており、
苛酷な使用条件にも耐え、酸やアルカリなどの耐薬品性
にもすぐれているので、繰り返して脱離や吸着をおこな
っても劣化することが少なく、長時間の繰り返し使用が
可能である。さらに含水亜鉄酸塩は、安定な化合物の結
晶格子を形成しており、添加された第一鉄塩で構成され
る格子の鉄原子の占めるべき位置にチタン、ジルコニウ
ムあるいは、スズ原子が入り込み、固溶体を形成してい
ると推定されるので、これらの金属は安定で、溶出し難
いという利点もある。イオン吸着体がシート状である場
合、イオン含有水と吸着剤との接触面積はシートの枚数
を増減することにより容易に調節することができる。三
次元網目状構造体は空隙率の大なる多孔体であるので、
イオン吸着体をフィルターとして用いても目詰まりする
ことが少ない。本発明のイオン吸着体は、使用が簡便で
しかも処理水との接触面積が大きくイオン除去効果に優
れているので、たとえば、観賞魚飼育槽内の飼育水中の
各種イオンの除去、特に魚の白点病の銅イオンによる治
療後の銅イオンの除去や上水道のカルキ抜き、さらには
生活排水、工業排水中の銅、鉛、亜鉛、カドミウムなど
の有害金属イオンや、富栄養化現象の原因となるリン酸
イオン等の除去に至るまで幅広い用途を有している。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】三次元網目状構造体にチタン、ジルコニウ
ムおよびスズの含水亜鉄酸塩の少なくとも１種を含有す
るイオン吸着剤を結合剤で付着させたイオン吸着体。
【請求項２】イオン吸着剤がさらにチタン、ジルコニウ
ム、スズおよび鉄の水和酸化物の少なくとも１種を含有
する請求項１記載のイオン吸着体。
【請求項３】三次元網目状構造体が弾性構造体である請
求項１記載のイオン吸着体。
【請求項４】三次元網目状構造体がポリウレタン製のも
のである請求項１記載のイオン吸着体。
【請求項５】イオン吸着剤が平均粒径が１〜５００μの
粉末である請求項１記載のイオン吸着体。
【請求項６】イオン吸着剤の付着量がフィルター１００
０ｃｍ³当り５〜５００ｇである請求項１記載のイオン
吸着体。
【請求項７】結合剤がポリアクリル酸系樹脂またはポリ
ウレタン系樹脂である請求項１記載のイオン吸着体。