JPH0999238A - 水処理吸着剤 - Google Patents
水処理吸着剤Info
- Publication number
- JPH0999238A JPH0999238A JP26014695A JP26014695A JPH0999238A JP H0999238 A JPH0999238 A JP H0999238A JP 26014695 A JP26014695 A JP 26014695A JP 26014695 A JP26014695 A JP 26014695A JP H0999238 A JPH0999238 A JP H0999238A
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- Japan
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- cellulose
- carbamate
- substitution
- adsorbent
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- Water Treatment By Sorption (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水中の不純物や有効成分の吸着能に優れ、し
かも吸着成分の脱離が容易で、吸着成分の回収と再生使
用が可能な水処理吸着剤を提供する。 【解決手段】 セルロースのヒドロキシル基を、カルバ
メート基によって置換度０．０５〜０．４５の範囲で置
換したセルロースカルバメートを、水処理吸着剤として
使用する。
かも吸着成分の脱離が容易で、吸着成分の回収と再生使
用が可能な水処理吸着剤を提供する。 【解決手段】 セルロースのヒドロキシル基を、カルバ
メート基によって置換度０．０５〜０．４５の範囲で置
換したセルロースカルバメートを、水処理吸着剤として
使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、水中の不純物や
有効成分の捕集、あるいは酵素の固定等に使用される水
処理用の吸着剤、特に、重金属の除去、回収に有効な水
処理用の吸着剤に関するものである。
有効成分の捕集、あるいは酵素の固定等に使用される水
処理用の吸着剤、特に、重金属の除去、回収に有効な水
処理用の吸着剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来、排水中の重金属等を除
去、回収する水処理用の吸着剤として、ジチオカルバミ
ン酸型やチオ尿素型の配位基を持ったセルロース誘導
体、あるいはイミノ二酢酸型、ポリアミン型等の配位基
を持った高分子が報告されている。
去、回収する水処理用の吸着剤として、ジチオカルバミ
ン酸型やチオ尿素型の配位基を持ったセルロース誘導
体、あるいはイミノ二酢酸型、ポリアミン型等の配位基
を持った高分子が報告されている。
【０００３】これらの吸着剤は、吸着力は高いが、脱離
再生が困難であるため、再生使用ができない。
再生が困難であるため、再生使用ができない。
【０００４】このため、上記従来の吸着剤は、処理コス
トが高くつくと共に、有効成分の回収という用途には使
用できないという問題点があった。
トが高くつくと共に、有効成分の回収という用途には使
用できないという問題点があった。
【０００５】そこで、この発明は、脱離再生が可能な水
処理用の吸着剤を提供しようとするものである。
処理用の吸着剤を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る水処理用
の吸着剤は、セルロースのヒドロキシル基を、カルバメ
ート（−Ｏ−Ｃ−Ｏ−ＮＨ2 ）基によって置換したセル
ロースカルバメートを担体としている。
の吸着剤は、セルロースのヒドロキシル基を、カルバメ
ート（−Ｏ−Ｃ−Ｏ−ＮＨ2 ）基によって置換したセル
ロースカルバメートを担体としている。
【０００７】そして、ヒドロキシル基とカルバメート基
との置換度を０．０５〜０．４５の範囲に規定してい
る。これは、置換度０．０５未満では吸着が不十分であ
り、置換度を大きくすると、疎水性が強くなって、セル
ロース本来の親水性を損ない、水処理用として使用でき
なくなると考えられるからである。
との置換度を０．０５〜０．４５の範囲に規定してい
る。これは、置換度０．０５未満では吸着が不十分であ
り、置換度を大きくすると、疎水性が強くなって、セル
ロース本来の親水性を損ない、水処理用として使用でき
なくなると考えられるからである。
【０００８】上記置換度０．０５〜０．４５のセルロー
スカルバメートは、セルロース本来の親水性を維持し、
しかも重金属、酵素等の吸着能に優れ、かつ脱離再生が
容易であるので、排水中の有害金属や染料の除去、回収
あるいは酵素の固定化担体として有効に機能する。
スカルバメートは、セルロース本来の親水性を維持し、
しかも重金属、酵素等の吸着能に優れ、かつ脱離再生が
容易であるので、排水中の有害金属や染料の除去、回収
あるいは酵素の固定化担体として有効に機能する。
【０００９】また、水銀用の吸着剤として使用する場合
には、カルバメート基の置換度を、０．０５〜１．０の
範囲に広げることができる。これは、水銀イオンがカル
バメート基と錯体を形成するからである。
には、カルバメート基の置換度を、０．０５〜１．０の
範囲に広げることができる。これは、水銀イオンがカル
バメート基と錯体を形成するからである。
【００１０】
【発明の実施の形態】この発明のセルロースカルバメー
トは、再生セルロースを使用し、次のようにして製造す
ることができる。
トは、再生セルロースを使用し、次のようにして製造す
ることができる。
【００１１】即ち、セルロースを尿素又はその化合物の
溶液に含浸させ、次いで含浸させた尿素又はその化合物
の融点以上に加熱反応させることによってセルロースカ
ルバメートが得られる。ここで、尿素の化合物とは、ビ
ウレット等分解してカルバメート基を生成する化合物を
いう。
溶液に含浸させ、次いで含浸させた尿素又はその化合物
の融点以上に加熱反応させることによってセルロースカ
ルバメートが得られる。ここで、尿素の化合物とは、ビ
ウレット等分解してカルバメート基を生成する化合物を
いう。
【００１２】上記尿素又はその化合物の含浸時における
溶媒としては、水や液体アンモニア等を使用することが
できる。
溶媒としては、水や液体アンモニア等を使用することが
できる。
【００１３】また、セルロースをカルバメート化する温
度としては、例えば尿素を使用する場合、その融点の１
３２℃以上ならばカルバメート基の導入は可能であり、
好ましくは１５０〜１８０℃であって、２００℃を超え
ると重合度の低下が著しくて好ましくない。
度としては、例えば尿素を使用する場合、その融点の１
３２℃以上ならばカルバメート基の導入は可能であり、
好ましくは１５０〜１８０℃であって、２００℃を超え
ると重合度の低下が著しくて好ましくない。
【００１４】次に処理時間については、必要以上に長く
すると、置換反応が進行して、カルバメート基の置換度
が目的とする値以上になると共に、生成物の着色や重合
度低下が起こる。したがって、処理時間によって置換度
の調整が可能であり、１０分〜８時間、好ましくは４時
間以下の範囲で調整される。
すると、置換反応が進行して、カルバメート基の置換度
が目的とする値以上になると共に、生成物の着色や重合
度低下が起こる。したがって、処理時間によって置換度
の調整が可能であり、１０分〜８時間、好ましくは４時
間以下の範囲で調整される。
【００１５】一方、カルバメート基と置換できるセルロ
ースのヒドロキシル基は、主として６位のヒドロキシル
基といわれており、置換度１を超えるものを生成するこ
とは工業的に困難である。
ースのヒドロキシル基は、主として６位のヒドロキシル
基といわれており、置換度１を超えるものを生成するこ
とは工業的に困難である。
【００１６】セルロースは、水処理用の吸着剤として利
用するため、粒子状、特に、多孔質の粒子状のものを使
用することが好ましい。また、カルバメート化の際の収
縮を避けるため、尿素又はその化合物の含有量は、セル
ロース粒子の自重の２倍以上とするのが好ましい。
用するため、粒子状、特に、多孔質の粒子状のものを使
用することが好ましい。また、カルバメート化の際の収
縮を避けるため、尿素又はその化合物の含有量は、セル
ロース粒子の自重の２倍以上とするのが好ましい。
【００１７】
（実施例１）平均粒径７７μｍφの多孔質のセルロース
粒子（商品名 ビスコパール：レンゴー（株）製）を、
５０％尿素水溶液に浸漬後、遠心分離機により脱液する
ことにより、セルロース粒子に乾燥重量比で約３倍量を
保持させて恒温乾燥機内で風乾を行った。ついで、それ
をオーブン内で窒素雰囲気下、１６０℃でそれぞれ１５
分、３０分、１時間、２時間、２時間３０分、３時間、
４時間、８時間反応させた後、凍結乾燥させることによ
り、それぞれ置換度０．０５、０．０８、０．１８、
０．３４、０．４５、０．５８、０．７０、０．９８で
カルバメート化された多孔質のセルロース粒子を得た。
粒子（商品名 ビスコパール：レンゴー（株）製）を、
５０％尿素水溶液に浸漬後、遠心分離機により脱液する
ことにより、セルロース粒子に乾燥重量比で約３倍量を
保持させて恒温乾燥機内で風乾を行った。ついで、それ
をオーブン内で窒素雰囲気下、１６０℃でそれぞれ１５
分、３０分、１時間、２時間、２時間３０分、３時間、
４時間、８時間反応させた後、凍結乾燥させることによ
り、それぞれ置換度０．０５、０．０８、０．１８、
０．３４、０．４５、０．５８、０．７０、０．９８で
カルバメート化された多孔質のセルロース粒子を得た。
【００１８】また、比較例１として、上記の方法で処理
時間を５分にして置換度０．０１のカルバメート化され
た多孔質のセルロース粒子を製造した。
時間を５分にして置換度０．０１のカルバメート化され
た多孔質のセルロース粒子を製造した。
【００１９】（実施例２）セルロース繊維として、レー
ヨン繊維（ダイワボウ（株）製）を使用し、このセルロ
ース繊維８．００ｇを尿素水溶液３００ｇに浸漬後、脱
液し、恒温乾燥機内で風乾して２０．７７ｇの尿素含浸
セルロース繊維を得た。次に、それをオーブン内で窒素
雰囲気下、１６０℃で４０分反応させて置換度０．１５
のカルバメート化されたセルロース繊維０．５５ｇを得
た。
ヨン繊維（ダイワボウ（株）製）を使用し、このセルロ
ース繊維８．００ｇを尿素水溶液３００ｇに浸漬後、脱
液し、恒温乾燥機内で風乾して２０．７７ｇの尿素含浸
セルロース繊維を得た。次に、それをオーブン内で窒素
雰囲気下、１６０℃で４０分反応させて置換度０．１５
のカルバメート化されたセルロース繊維０．５５ｇを得
た。
【００２０】（吸着試験）実施例１と比較例１で得たカ
ルバメート化された多孔質のセルロース粒子及び実施例
２で得たカルバメート化されたセルロース繊維につい
て、Ｃｄ2+、Ａｇ+、Ｈｇ2+の吸着試験を行った結果
を、表１と表２に示す。
ルバメート化された多孔質のセルロース粒子及び実施例
２で得たカルバメート化されたセルロース繊維につい
て、Ｃｄ2+、Ａｇ+、Ｈｇ2+の吸着試験を行った結果
を、表１と表２に示す。
【００２１】表１及び表２には、カルバメート化してい
ない未処理の多孔質のセルロース粒子（比較例２）と、
セルロース繊維（レーヨン繊維、比較例３）についての
吸着試験の結果も示している。
ない未処理の多孔質のセルロース粒子（比較例２）と、
セルロース繊維（レーヨン繊維、比較例３）についての
吸着試験の結果も示している。
【００２２】吸着試験は、各種金属イオン水溶液５０ｍ
ｌに、各試料０．１５ｇを添加し、１時間続けて攪拌し
た後、遠心分離機（３０００ｒｐｍ、１０分間）によっ
て試料を除去し、上澄液の残存金属イオン濃度を測定し
て、各金属除去率（％）を求めた。
ｌに、各試料０．１５ｇを添加し、１時間続けて攪拌し
た後、遠心分離機（３０００ｒｐｍ、１０分間）によっ
て試料を除去し、上澄液の残存金属イオン濃度を測定し
て、各金属除去率（％）を求めた。
【００２３】Ｃｄ2+、Ａｇ+ の濃度測定は、原子吸光光
度計（島津製作所製のＡＡ−６５００Ｓ）を使用して検
量線法により行った。また、Ｈｇ2+の濃度測定は、還元
気化水銀測定装置（日本インストルメント社製のＲＡ−
２）を使用して行った。
度計（島津製作所製のＡＡ−６５００Ｓ）を使用して検
量線法により行った。また、Ｈｇ2+の濃度測定は、還元
気化水銀測定装置（日本インストルメント社製のＲＡ−
２）を使用して行った。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】上記表１、表２に吸着試験の結果を見る
と、カルバメート化したセルロースは、カルバメート化
をしていない未処理のセルロースに比し、置換度が０．
０５〜０．４５の範囲で各重金属イオンに対して吸着能
の大幅な改善が認められる。
と、カルバメート化したセルロースは、カルバメート化
をしていない未処理のセルロースに比し、置換度が０．
０５〜０．４５の範囲で各重金属イオンに対して吸着能
の大幅な改善が認められる。
【００２７】また、水銀に対しては、カルバメート基と
錯体を形成しやすく、置換度が０．０５〜１．０という
広い範囲で吸着能の大幅な改善が認められる。
錯体を形成しやすく、置換度が０．０５〜１．０という
広い範囲で吸着能の大幅な改善が認められる。
【００２８】また、水銀を吸着したセルロースカルバメ
ートを、塩酸酸性下におくと、水銀はセルロースカルバ
メートから容易に脱離した。
ートを、塩酸酸性下におくと、水銀はセルロースカルバ
メートから容易に脱離した。
【００２９】次に、茶の有効成分であるポリフェノンに
属するエピカテキンガレート（ＥＣｇ）とエピガロカテ
キンガレート（ＥＧＣｇ）を、実施例１で得られたセル
ロースカルバメートの粒子によって吸着、脱着試験を行
い、吸着率と脱着率と回収率を求めた結果を表３に示
す、回収率は、（吸着率）×（脱着率）によって求め
た。
属するエピカテキンガレート（ＥＣｇ）とエピガロカテ
キンガレート（ＥＧＣｇ）を、実施例１で得られたセル
ロースカルバメートの粒子によって吸着、脱着試験を行
い、吸着率と脱着率と回収率を求めた結果を表３に示
す、回収率は、（吸着率）×（脱着率）によって求め
た。
【００３０】表３には、比較例として、トリメチルアン
モニウムヒドロキシプロピルセルロース（ＴＭＡＨＰ−
Ｃｅｌｌ）と強塩基性イオン交換樹脂（ＰＡ３１６）を
使用して吸着、脱着試験を行った結果も示している。
モニウムヒドロキシプロピルセルロース（ＴＭＡＨＰ−
Ｃｅｌｌ）と強塩基性イオン交換樹脂（ＰＡ３１６）を
使用して吸着、脱着試験を行った結果も示している。
【００３１】表３の吸着試験は、各試料を１％のポリフ
ェノン溶液に浸漬し、１時間振盪した後、ろ過し、ろ液
を高速液体クロマトグラフィーにて定量した。また、脱
着は９６％エタノール水溶液で洗浄することによって行
った。
ェノン溶液に浸漬し、１時間振盪した後、ろ過し、ろ液
を高速液体クロマトグラフィーにて定量した。また、脱
着は９６％エタノール水溶液で洗浄することによって行
った。
【００３２】
【表３】
【００３３】茶の有効成分であるＥＣｇ、ＥＧＣｇを回
収しようとした場合、表３の結果に示されているよう
に、ＴＭＡＨＰ−ＣｅｌｌやＰＡ３１６といった吸着剤
は、吸着率は大きいものの、ほとんど脱離しないので、
有効成分を回収できないと共に、吸着剤の再生ができな
い、という問題がある。これに対し、カルバメート化さ
れたセルロースビーズは、吸着率は低いが吸着した有効
成分のほとんどが脱離可能であるため、回収剤として優
れた特性をもつ。
収しようとした場合、表３の結果に示されているよう
に、ＴＭＡＨＰ−ＣｅｌｌやＰＡ３１６といった吸着剤
は、吸着率は大きいものの、ほとんど脱離しないので、
有効成分を回収できないと共に、吸着剤の再生ができな
い、という問題がある。これに対し、カルバメート化さ
れたセルロースビーズは、吸着率は低いが吸着した有効
成分のほとんどが脱離可能であるため、回収剤として優
れた特性をもつ。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、この発明の水処理吸着剤
は、水中の金属イオンや有効成分の吸着能にすぐれ、し
かも吸着成分の脱離も容易であるため、吸着成分の回収
に有効であると共に、吸着剤の再生が可能であり、処理
コストも低減できる。
は、水中の金属イオンや有効成分の吸着能にすぐれ、し
かも吸着成分の脱離も容易であるため、吸着成分の回収
に有効であると共に、吸着剤の再生が可能であり、処理
コストも低減できる。
Claims (2)
- 【請求項１】 セルロースのヒドロキシル基とカルバメ
ート基との置換度０．０５〜０．４５の範囲で置換した
セルロースカルバメートを担体とする水処理吸着剤。 - 【請求項２】 セルロースのヒドロキシル基とカルバメ
ート基との置換度０．０５〜１．０の範囲で置換したセ
ルロースカルバメートを担体とする水銀用水処理吸着
剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26014695A JPH0999238A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 水処理吸着剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26014695A JPH0999238A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 水処理吸着剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0999238A true JPH0999238A (ja) | 1997-04-15 |
Family
ID=17343954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26014695A Pending JPH0999238A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 水処理吸着剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0999238A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1063282A1 (de) * | 1999-06-21 | 2000-12-27 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Teppichreiniger auf Cellulosebasis und Verfahren zu seiner Herstellung |
| KR100945371B1 (ko) * | 2009-10-13 | 2010-03-08 | 김세희 | 천연 유분 흡착제 및 그 제조방법 |
| WO2018230600A1 (ja) | 2017-06-14 | 2018-12-20 | 国立大学法人京都大学 | 微細セルロース繊維、その製造方法、スラリー及び複合体 |
-
1995
- 1995-10-06 JP JP26014695A patent/JPH0999238A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1063282A1 (de) * | 1999-06-21 | 2000-12-27 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Teppichreiniger auf Cellulosebasis und Verfahren zu seiner Herstellung |
| KR100945371B1 (ko) * | 2009-10-13 | 2010-03-08 | 김세희 | 천연 유분 흡착제 및 그 제조방법 |
| WO2018230600A1 (ja) | 2017-06-14 | 2018-12-20 | 国立大学法人京都大学 | 微細セルロース繊維、その製造方法、スラリー及び複合体 |
| KR20200019687A (ko) | 2017-06-14 | 2020-02-24 | 고쿠리츠 다이가쿠 호진 교토 다이가쿠 | 미세 셀룰로오스 섬유, 그 제조 방법, 슬러리 및 복합체 |
| US11655310B2 (en) | 2017-06-14 | 2023-05-23 | Kyoto University | Fine cellulose fiber, production method thereof, slurry, and composite |
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