JPH0999237A - 金属吸蔵方法 - Google Patents

金属吸蔵方法

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JPH0999237A
JPH0999237A JP7260356A JP26035695A JPH0999237A JP H0999237 A JPH0999237 A JP H0999237A JP 7260356 A JP7260356 A JP 7260356A JP 26035695 A JP26035695 A JP 26035695A JP H0999237 A JPH0999237 A JP H0999237A
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JP
Japan
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feathers
metal
ions
present
amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP7260356A
Other languages
English (en)
Inventor
Takazo Suyama
享三 須山
Masahito Kaneko
雅人 金子
Hiroshi Suzumura
鈴村  洋
Yoshiaki Ikuta
義明 生田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication of JPH0999237A publication Critical patent/JPH0999237A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生物膜を吸着剤として金属イオン等を吸蔵す
る方法の改良。従来の生物膜とは異なる高機能性を有
し、その特性の寿命や膜形成並びに実使用の点等におい
て有用な、低コストで、かつ資源の有効利用ができる材
料からの生物体構成分を用いて、選鉱・精錬、貴金属や
放射性元素の採取または回収による資源の有効利用、微
量重金属の検出、環境保護に利用できる金属吸蔵方法を
提供する。 【解決手段】金属イオンまたは金属化合物イオンの吸着
剤として羽毛を用いることを特徴とする金属吸蔵方法。
該羽毛として鶏の羽毛を用いることが特に好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野分野】この発明は、金属吸蔵法
に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、選
鉱・精錬、貴金属や放射性元素の採取または回収による
資源の有効利用、もしくは微量重金属の検出等において
特に有用な生物膜を利用した金属吸蔵法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年のバイオテクノロジの発達に伴い、
生物膜を金属吸着剤として利用する技術が進展してきて
おり、中でもクロレラや海産褐藻類や菌体等の生物膜を
用いる金属吸蔵法の開発が考えられている。また、本発
明者らの一人は、すでに卵殻膜タンパクを生物膜とする
金属吸蔵法を特願平5−175281号明細書として提
案している。この報告は、食品工業において大量に使用
されている鶏卵を対象として、その際に生じる卵殻や卵
殻膜は大量に投棄されている現状に対して、その処理方
法とともにその有効な利用法を提供するものである。さ
らに、この報告は、卵殻膜タンパクによって金属イオン
または金属化合物イオンを吸蔵する新しい金属吸蔵法を
提供するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の生物膜金属吸着剤の場合には、金属吸蔵能力に
おいては必ずしも満足できるものでなく、また生物膜と
しての機能の寿命継続性、生物膜作製の困難性等におい
て実用的には充分なものではなかった。本発明は、この
ような事情に鑑みてなされたものであって、これまでの
生物膜とは異なる高機能性を有し、その特性の寿命や膜
形成並びに実使用の点等において有用な、しかもまとま
って手に入れやすく、かつ資源の有効利用ができる材料
からの生物体構成分を用いる金属吸蔵法を提供すること
を目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する手
段として、本発明は 1)金属イオンまたは金属化合物イ
オンの吸着剤として羽毛を用いることを特徴とする金属
吸蔵方法、及び2)上記金属イオンまたは金属化合物イオ
ンの吸着剤として鶏の羽毛を用いることを特徴とする上
記1)の金属吸蔵方法を提供する。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明で使用する羽毛は、硬タン
パク質であるケラチンにより形成されており、その分子
間には架橋構造が存在する。このため羽毛は物理的、及
び化学的に非常に安定であり、また網目状の繊維で構成
されているために、極めて大きな表面積を有している。
さらに羽毛は一般にその表面が空胞を有しており、かつ
薄い角質層で構成されていて、外部から侵入してくる微
生物や有害重金属等の汚染源の侵入阻止や、保温による
鳥類内部の保護等の機能を有している。本発明者らはこ
れらのことから鳥類の羽毛が金属吸蔵能力を持つ可能性
があると考えつき、検討を重ねて羽毛が金属イオン又は
金属化合物イオン吸着能力を有することを実証し、本発
明に到達できたものである。
【0006】本発明は、以上のとおりの観点から、羽毛
を金属イオン又は金属化合物イオンの吸着剤とするもの
である。羽毛を構成するタンパク質中には、他のタンパ
ク質にも存在する基であるペプチド骨格中のNH基やC
=0基及び側鎖中のNH2 基,COOH基,OH基,S
H基が存在し、これらの基の相互作用によって各種金属
イオン、もしくは金属化合物イオンが吸蔵されることに
なる。
【0007】本発明の具体的な実施の形態としては、例
えば金属イオンまたは金属化合物イオンを含有する液相
またはサスペンジョンなどに羽毛を浸漬して、次いでこ
れを取出すだけでもよいし、あるいは羽毛をカラムなど
の固体支持体,網状支持体等に支持し、浸漬するように
してもよい。バッチ方式、連続方式の何れによって吸蔵
処理してもよい。この場合、後述の実施例からも明らか
なように、被吸蔵物の種類によってpH依存性が異なる
という特性を利用し、所望の金属または金属化合物を選
択的に吸蔵させることができる。また、温度、使用量等
の条件も適宜に選択することができる。
【0008】本発明により吸蔵できる金属イオンまたは
金属化合物イオンとしては特に限定されるところはない
が、例えば金、水銀、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜
鉛、銀、カドミウム、カルシウム、ロジウム、パラジウ
ム、白金、及びランタノイド元素のうちプラセオジム、
ネオジム、サマリウム、ガドリニウム等のイオンあるい
はこれらの金属の化合物例えば、塩化物、硫化物、水酸
化物等、さらに有機金属化合物等のイオンを挙げること
ができる。
【0009】なお、本発明により吸蔵された金属イオン
または金属化合物イオンを羽毛より回収するには、硫化
物や水酸化物等の塩酸に対して溶解度の小さい化合物に
して脱離させる。
【0010】本発明の羽毛の種類としては、鳥類の羽毛
であればいずれも同様に金属の吸着性能を有すると考え
られるので特に限定するところはない。また材料羽毛の
取得方法についても、公知の方法により適宜入手すれば
よいが、鶏は食品工業において大量に使用され、その際
に生じる羽毛等は、大量に投棄されているのが現状であ
り、その処理方法とともにその有効な利用法が待望され
ているので、鶏の羽毛が材料入手の容易性、コストの点
から最も有利である。また、アヒル、鴨、七面鳥等の家
禽類の羽毛も材料入手の容易さから本発明に用いるのに
好適である。
【0011】
【実施例】以下に実施例を示し、この発明について詳し
く説明する。以下の各実施例においては、鶏の羽毛を各
種金属イオン水溶液に浸漬して、これらの金属について
の吸蔵能を評価した。羽毛吸着剤の作成にあたっては、
予め羽毛を洗剤で洗浄して油分を除いた後、蒸留水で洗
滌、乾燥させ試料とした。精秤したこの試料を、pHを
調製した金属塩の水溶液(0.05〜1.0重量%)2
0ミリリットルを入れたビーカ中に浸漬し、該ビーカ内
は撹拌機で撹拌しながら25℃の保温用水槽内に所要時
間保持した。試験前後の金属塩水溶液の金属濃度を測定
し、羽毛中に吸着された金属イオンを定量した。測定を
行ったpHの上限は、それぞれの金属水酸化物が沈殿し
ない範囲にとどめた。各種金属イオンについて、羽毛1
g当たりの金属イオン吸着量を算出し、収蔵量に及ぼす
pHの影響を評価した。
【0012】〔実施例1〕 (構成)上記の前処理をした鶏羽毛試料0.03gを図
1のグラフに示すようにpH1〜pH5にそれぞれ調整
したAuの濃塩酸溶液(Au3+イオン濃度3×10-3
ル/リットル、溶液温度25℃〕20ミリリットルを入
れたビーカ中に浸漬充填し、1時間、3時間又は5時間
撹拌保持した後濾過し、濾液について比色定量すること
により、各pHにおけるAu3+イオンの吸蔵量を調べ
た。結果を図1のグラフに示す。図1中のW(mg/g
・羽毛)は、羽毛1g当りのAu3+イオンの吸着量を示
している。 (効果)図1から明らかなように、pHに依存してAu
3+イオン吸蔵量が変化しており、pH3近傍で最大吸着
量点がある。また撹拌時間が長くなるほど吸着量が大き
くなり、pH3,浸漬時間5時間で約165mg/g
(羽毛)の最大吸着量であった。
【0013】〔実施例2〕実施例1と同様の方法で、P
2+の吸着量を調べた。なお吸着量は、浸漬後に羽毛を
分離・乾燥させてその重量増から求めた。結果を図2の
グラフに示すが、図1に共通する符号は図1と同じを意
味する。図2に示されるように、Pd2+イオンもpHに
依存して吸着量が変化しており、pH=2付近に最大吸
着量点がある。また撹拌時間が長くなるほど吸蔵量が大
きくなり、pH2、浸漬時間5時間で約62mg/g
(羽毛)の最大吸着量であった。
【0014】以上の実施例1及び実施例2の結果から、
Au3+の方がpd2+より吸着されやすいことや、またA
3+とpd2+は、pH依存性が異なることが判った。ま
たこの知見から、本発明を低濃度溶液からの金属の選択
的分離・回収や環境汚染物質の除去に活用できる。
【0015】〔実施例3〕環境関連で注目を浴びている
水銀(Hg2+)についても、温度25℃、濃度3.0×
10-3モル/リットル溶液について、実施例1と同様に
種々のpHにおける羽毛のHg2+吸着特性を調べた。撹
拌時間はいずれも5時間である。結果を図3のグラフに
示すが、pH1.5で吸着量ピークがあり、pH4.2
で一旦吸着量が最小とり、これを越えるpHでは再び吸
着量が増加したがpH7を越えると吸着量は激減した。
このような吸着特性を利用して水銀の回収が可能である
ことがわかる。
【0016】〔実施例4〕実施例3で用いた温度25
℃、濃度3.0×10-3モル/リットルのHg2+溶液
(pH=1.5に調整)について、撹拌時間と吸着量の
関係を調べた。結果を図4のグラフに示す。図4の横軸
は経過時間、縦軸は水銀吸着量mg/g(羽毛)を表
す。図4から、温度25℃の条件で約20分で吸着が飽
和することが判る。
【0017】以上の実施例3で得られたHg2+吸着量の
pH依存特性と、実施例4で得られた吸着飽和時間を利
用すれば有利に水銀を吸蔵、回収できるので、本発明は
環境保護目的の用途にも非常に好適であるといえる。
【0018】実施例3,実施例4と同様に、鉄、コバル
ト、ニッケル、銅、亜鉛、銀、カドミウム、カルシウ
ム、白金、ロジウム及びランタノイド元素のうちプラセ
オジム、ネオジム、サマリウム、ガドリニウム等につい
ても、本発明が有効であることが判明した。
【0019】〔実施例5、6及び比較例1,2〕鶏の羽
毛150gを吸着剤として、容積200ccのビュレッ
ト中に充填し、実施例1,実施例2と同様にpHを各段
階に調整した濃度3×10-3モル/リットルのAu3+
液、濃度3×10-3モル/リットルのPd2+溶液を該ビ
ュレット上部から滴下して、それぞれ温度25℃,40
0cc/Hrの速度で5時間注入して金属イオンを羽毛
に吸着させた後、吸着物を塩酸で脱離させて、羽毛の単
位gに吸蔵された金属イオン量を求めた(実施例5,実
施例6)。 また、卵の殻から分離した卵殻膜を吸着剤
として上記実施例5,6と同様に操作して、卵殻膜によ
る金属イオン吸着量を同様に測定した(比較例1,比較
例2)。この結果、同一重量当たりの吸着量で比較する
と、卵殻膜の方が羽毛よりも優れていて、例えば、Au
3+の吸着ピーク値で約3.3倍、pd2+の場合で3.8
倍であったが、充填層として現実に使用する場合には、
羽毛の方が密に詰めることができるために、単位充填層
(cc)当りの吸着量を求めてみると、若干羽毛の方が
良好となることが判明した。図5は実施例5,6及び比
較例1,2の単位充填層(cc)当りの吸着量比を示す
グラフであり、金属イオン吸着量43.6mg/cc
(充填層体積)を1.0とした相対比で示してある。
【0020】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明は、大量に
入手できる羽毛を吸着剤として用いて、従来より効率良
く金属を吸蔵できる方法である。本発明においては例に
より示したように、金属イオンの吸蔵量のpH依存性が
金属ごとに異なることを利用し、pHを調製することに
よって金属の選択的な吸収・分離が可能となり、吸蔵し
た金属の回収も容易である。具体的手段としてはバッチ
方式、連続方式のいずれをも採用できる。特に鶏の羽毛
を原料とすれば、培養等の必要もなく安価に入手可能で
あることからコスト低減が可能であるに加え、従来は廃
棄されるだけであったものを使用するので、廃棄物処理
及び資源の再利用の点でも非常に有効である。本発明に
よれば、Au3+,pd2+などのイオンを大量に収蔵する
ことができるため、希薄溶液よりこれらの有価金属を取
出すことが可能となる。また、Hg2+の吸着、回収も容
易に行える。したがって、本発明は選鉱・精錬、貴金属
や放射性元素の採取、または回収による資源の有効利
用、微量金属の検出、水銀等の吸着・分離・回収による
環境保護技術としての応用等、広い分野で利用できる可
能性がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における、溶液pHとAu3+
の吸着量の関係を表すグラフ図である。
【図2】本発明の実施例2における、溶液pHとPd2+
の吸着量の関係を表すグラフ図である。
【図3】本発明の実施例3における、溶液pHとHg2+
の吸着量の関係を表すグラフ図である。
【図4】本発明の実施例4における、撹拌時間とHg2+
吸着量の関係を表すグラフ図である。
【図5】本発明の実施例5,実施例6,比較例1及び比
較例2の結果から求めた、各pH値における充填層体積
(cc)当たりの金属イオン吸着量比(相対比)を示す
グラフ図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年11月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】以上の実施例1及び実施例2の結果から、
Au3+の方が2+より吸着されやすいことや、またA
3+2+は、pH依存性が異なることが判った。ま
たこの知見から、本発明を低濃度溶液からの金属の選択
的分離・回収や環境汚染物質の除去に活用できる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】〔実施例5、6及び比較例1,2〕鶏の羽
毛150gを吸着剤として、容積200ccのビュレッ
ト中に充填し、実施例1,実施例2と同様にpHを各段
階に調整した濃度3×10-3モル/リットルのAu3+
液、濃度3×10-3モル/リットルのPd2+溶液を該ビ
ュレット上部から滴下して、それぞれ温度25℃,40
0cc/Hrの速度で5時間注入して金属イオンを羽毛
に吸着させた後、吸着物を塩酸で脱離させて、羽毛の単
位gに吸蔵された金属イオン量を求めた(実施例5,実
施例6)。 また、卵の殻から分離した卵殻膜を吸着剤
として上記実施例5,6と同様に操作して、卵殻膜によ
る金属イオン吸着量を同様に測定した(比較例1,比較
例2)。この結果、同一重量当たりの吸着量で比較する
と、卵殻膜の方が羽毛よりも優れていて、例えば、Au
3+の吸着ピーク値で約3.3倍、2+の場合で3.8
倍であったが、充填層として現実に使用する場合には、
羽毛の方が密に詰めることができるために、単位充填層
(cc)当りの吸着量を求めてみると、若干羽毛の方が
良好となることが判明した。図5は実施例5,6及び比
較例1,2の単位充填層(cc)当りの吸着量比を示す
グラフであり、金属イオン吸着量43.6mg/cc
(充填層体積)を1.0とした相対比で示してある。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明は、大量に
入手できる羽毛を吸着剤として用いて、従来より効率良
く金属を吸蔵できる方法である。本発明においては例に
より示したように、金属イオンの吸蔵量のpH依存性が
金属ごとに異なることを利用し、pHを調製することに
よって金属の選択的な吸収・分離が可能となり、吸蔵し
た金属の回収も容易である。具体的手段としてはバッチ
方式、連続方式のいずれをも採用できる。特に鶏の羽毛
を原料とすれば、培養等の必要もなく安価に入手可能で
あることからコスト低減が可能であるに加え、従来は廃
棄されるだけであったものを使用するので、廃棄物処理
及び資源の再利用の点でも非常に有効である。本発明に
よれば、Au3+2+などのイオンを大量に収蔵する
ことができるため、希薄溶液よりこれらの有価金属を取
出すことが可能となる。また、Hg2+の吸着、回収も容
易に行える。したがって、本発明は選鉱・精錬、貴金属
や放射性元素の採取、または回収による資源の有効利
用、微量金属の検出、水銀等の吸着・分離・回収による
環境保護技術としての応用等、広い分野で利用できる可
能性がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴村 洋 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 生田 義明 神奈川県横浜市西区みなとみらい三丁目3 番1号 菱和エンジニアリング株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属イオンまたは金属化合物イオンの吸
    着剤として羽毛を用いることを特徴とする金属吸蔵方
    法。
  2. 【請求項2】 上記金属イオンまたは金属化合物イオン
    の吸着剤として鶏の羽毛を用いることを特徴とする請求
    項1記載の金属吸蔵方法。
JP7260356A 1995-10-06 1995-10-06 金属吸蔵方法 Pending JPH0999237A (ja)

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JP7260356A JPH0999237A (ja) 1995-10-06 1995-10-06 金属吸蔵方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008127604A (ja) * 2006-11-17 2008-06-05 Kyushu Univ 貴金属元素の回収方法

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JPS56113343A (en) * 1980-02-12 1981-09-07 Engelhard Min & Chem Method of recovering metal from aqueous medium
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