JPH1087701A - Porous cellulose support and selective separation of metal using the support - Google Patents

Porous cellulose support and selective separation of metal using the support

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JPH1087701A
JPH1087701A JP24237396A JP24237396A JPH1087701A JP H1087701 A JPH1087701 A JP H1087701A JP 24237396 A JP24237396 A JP 24237396A JP 24237396 A JP24237396 A JP 24237396A JP H1087701 A JPH1087701 A JP H1087701A
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JP
Japan
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cellulose
group
side chain
metal
porous
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JP24237396A
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Japanese (ja)
Inventor
Nabaro Ronarudo
ロナルド、ナバロ
Katsuhiro Sumi
克 宏 角
Masatoshi Matsumura
村 正 利 松
Naoyuki Fujii
井 直 幸 藤
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BIO MATERIAL KK
Original Assignee
BIO MATERIAL KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject polymer-modified porous cellulose consisting of a cellulose composed of a specific glucose unit, having high affinity to a metal, especially to a heavy metal and capable of selectively absorbing it. SOLUTION: This modified cellulose consists of a cellulose composed of a glucose unit having a side chain consisting of a recurrent unit of formula I [R<1> is H or a bond to a glucose unit; (n) >=1], preferably a recurring unit of formula II [R<2> is H or methyl; R<3> is CO, etc.; (n) and (p) are each one or more; A is a bond to a glucose unit], and the modified cellulose is made porous. Further, in order to introduce the side chain into a cellulose, e.g. a CH2 OH group of a glucose is activated, a functional group such as an epoxy group is introduced into it, and further the cellulose, to which the functional group has been introduced, is made to react with a polyethylene in an inert medium at a temperature of about 90-100 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の背景】発明の分野 本発明は、金属、とりわけ水銀、銅、鉛などの重金属に
対して高い親和性を有し、それを選択的に吸着する高分
子修飾多孔質セルロースおよびそれを用いた重金属の選
択的分離方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer-modified porous cellulose having a high affinity for metals, especially heavy metals such as mercury, copper and lead, and selectively adsorbing the same, and a method for using the same. And a method for selectively separating heavy metals.

【0002】発明の背景 金属を選択的に分離できる方法の確立は広い応用範囲を
有する。例えば、排水から金属とりわけ重金属を除くこ
とは、金属がしばしば毒性を有するため、環境保全の観
点から非常に重要である。さらに、排水などからの重金
属を回収し再利用できれば、更に好ましいと言える。
[0002] Establishment of a method capable of selectively separating the background metal invention has a wide range of applications. For example, removing metals, especially heavy metals, from wastewater is very important from an environmental conservation point of view, since metals are often toxic. Furthermore, it would be more preferable if heavy metals from wastewater and the like could be collected and reused.

【0003】従来、金属の単離または分離法としては、
例えば溶解度定数の大きな塩を形成するアニオンを選
択、添加するいわゆる沈殿法が知られている。さらに、
イオン交換樹脂を用いた方法、キレート剤を用いる方法
などが知られている。
Conventionally, methods for isolating or separating metals include:
For example, a so-called precipitation method in which an anion that forms a salt having a large solubility constant is selected and added is known. further,
A method using an ion exchange resin, a method using a chelating agent, and the like are known.

【0004】[0004]

【発明の概要】本発明者等は、今般、ポリエチレンイミ
ンを結合させた多孔質セルロースが、金属、とりわけ水
銀、銅、鉛など重金属に対して高い親和性を有し、それ
を選択的に吸着するとの知見を見出した。また、適切な
高分子をセルロースとの間に介在させてポリエチレンイ
ミンをグラフトさせて得られたセルロースにおいて重金
属に対する親和性において更に改善が図られるとの知見
を得た。本発明はかかる知見に基づくものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have now reported that polyethyleneimine-bound porous cellulose has a high affinity for metals, especially heavy metals such as mercury, copper and lead, and selectively adsorbs them. Then I found the finding. It has also been found that cellulose obtained by grafting polyethyleneimine with an appropriate polymer interposed between cellulose and cellulose can further improve the affinity for heavy metals. The present invention is based on this finding.

【0005】従って、本発明は金属とりわけ重金属に対
して高い親和性を有し、それを選択的に吸着する高分子
修飾多孔質セルロースの提供をその目的としている。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a polymer-modified porous cellulose having a high affinity for metals, particularly heavy metals, and selectively adsorbing the same.

【0006】また、本発明は金属とりわけ重金属を選択
的に吸着し、それを除去または回収する方法の提供をそ
の目的としている。
Another object of the present invention is to provide a method for selectively adsorbing metals, especially heavy metals, and removing or recovering them.

【0007】そして、本発明による多孔質セルロース
は、その第一の態様として、下記の繰り返し単位(I)
を有する側鎖を有するグルコース単位を含んでなるセル
ロースからなり、該セルロースが多孔質であるセルロー
スである。
The porous cellulose according to the present invention comprises, as a first embodiment, the following repeating unit (I)
And a cellulose comprising a glucose unit having a side chain having the formula: wherein the cellulose is a porous cellulose.

【0008】 −(NR1 −CH2 CH2 )n− (I) (式中、R1 は水素原子またはグルコース単位への結合
を表し、nは1以上の整数を表す。) また本発明による多孔質セルロースは、その第二の態様
として、下記の繰り返し単位(II)を有する側鎖を有す
るグルコース単位を含んでなるセルロースからなり、か
つ該セルロースが多孔質であるセルロースである。
-(NR 1 -CH 2 CH 2 ) n- (I) wherein R 1 represents a bond to a hydrogen atom or a glucose unit, and n represents an integer of 1 or more. As a second embodiment, the porous cellulose is a cellulose comprising a glucose unit having a side chain having the following repeating unit (II), and the cellulose is porous.

【0009】[0009]

【化4】 (式中、R2 は、水素原子またはメチル基を表し、R3
は、基−CO−、基−CO−O−CH2 CHR4 CH2-
(ここで、R4 は−OHまたは−SHを表す)、または
基−(p-フェニレン)−( CH2 ) q−CHR5 CH2
−(ここで、qは1または2の整数を表し、R5 は−O
Hまたは−SHを表す)を表し、nおよびpは1以上の
整数を表し、Aはグルコース単位への結合を表す) また本発明による多孔質セルロースは、その第三の態様
として、下記の繰り返し単位(III )を有する側鎖を有
するグルコース単位を含んでなるセルロースからなり、
かつ該セルロースが多孔質であるセルロースである。
Embedded image (Wherein, R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 3
Is group -CO-, a group -CO-O-CH 2 CHR 4 CH 2-
(Where R 4 represents —OH or —SH), or a group — (p-phenylene) — (CH 2 ) q —CHR 5 CH 2
-(Where q represents an integer of 1 or 2, and R 5 represents -O
H or -SH), n and p each represent an integer of 1 or more, and A represents a bond to a glucose unit.) The porous cellulose according to the present invention has a third aspect in which A cellulose comprising a glucose unit having a side chain having a unit (III),
Further, the cellulose is a porous cellulose.

【0010】[0010]

【化5】 (式中、R6 は、基−COHまたは基−CO−低級アル
キルを表し、Xは、ハロゲン原子を表し、nおよびpは
1以上の整数を表し、Aはグルコース単位への結合を表
す) また本発明による多孔質セルロースは、その第四の態様
として、下記の繰り返し単位(IV)を有する側鎖を有す
るグルコース単位を含んでなるセルロースからなり、か
つ該セルロースが多孔質であるセルロースである。
Embedded image (Wherein, R 6 represents a group —COH or a group —CO-lower alkyl), X represents a halogen atom, n and p represent an integer of 1 or more, and A represents a bond to a glucose unit. In a fourth aspect, the porous cellulose according to the present invention is a cellulose comprising a glucose unit having a side chain having the following repeating unit (IV), and the cellulose is porous. .

【0011】[0011]

【化6】 (式中、R7 は、水素原子、メチル基、またはフェニル
基を表し、R8 は、基−CO−O−(CH2)r−(こ
こで、rは1〜6、好ましくは1〜4の整数を表す)、
基−(p-フェニレン)−(CH2)r−(ここでrは前
記と同義である)、基−(CH2)r−(ここでrは前
記と同義である)、または基p-フェニレンを表し、X
は、ハロゲン原子を表し、nおよびpは1以上の整数を
表し、Aはグルコース単位への結合を表す)
Embedded image (Wherein, R 7 represents a hydrogen atom, a methyl group, or a phenyl group, and R 8 represents a group —CO—O— (CH 2) r— (where r is 1 to 6, preferably 1 to 4 Represents an integer),
A group-(p-phenylene)-(CH2) r- (where r is as defined above), a group-(CH2) r- (where r is as defined above), or a group p-phenylene Represents X
Represents a halogen atom, n and p represent an integer of 1 or more, and A represents a bond to a glucose unit.

【0012】[0012]

【発明の具体的説明】繰り返し単位(I)、(II)、
(III )、および(IV )本発明の第一の態様によれば、
セルロースは前記繰り返し単位(I)を有する側鎖を有
するグルコースを含んでなる。この繰り返し単位(I)
は、ポリエチレンイミンであり、換言すれば本発明によ
る第一の態様のセルロースは、ポリエチレンイミンが導
入されたセルロースということができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The repeating units (I), (II),
(III) and (IV) According to the first aspect of the present invention,
Cellulose comprises glucose having a side chain having the repeating unit (I). This repeating unit (I)
Is polyethyleneimine, in other words, the cellulose of the first embodiment according to the present invention can be said to be cellulose into which polyethyleneimine has been introduced.

【0013】本発明の好ましい態様によれば、繰り返し
単位(I)を有する側鎖部分の分子量は70,000以
下であり、より好ましくは300〜20,000であ
る。なお、繰り返し単位(I)の末端基、さらには後記
する繰り返し単位(II)、(III )、および(IV)の末
端基は、その分子量がこれら繰り返し単位が有する分子
量に比較してわずかであるため、その種類は分子の性質
に大きな影響を与えないが、例えば水素、アミノ基であ
ることができる。
According to a preferred embodiment of the present invention, the molecular weight of the side chain portion having the repeating unit (I) is 70,000 or less, more preferably 300 to 20,000. The terminal group of the repeating unit (I) and the terminal groups of the repeating units (II), (III), and (IV) described below have a slight molecular weight as compared with the molecular weight of these repeating units. Thus, the type does not significantly affect the properties of the molecule, but can be, for example, hydrogen or an amino group.

【0014】本発明の第二の態様によれば、セルロース
は前記繰り返し単位(II)を有する側鎖を有するグルコ
ースを含んでなる。式中のnは、式中の−(N−CH2
CH2 )n−部分が上記繰り返し単位(I)を有する側
鎖部分と同程度の分子量となるような値とされるのが好
ましい。
According to a second aspect of the present invention, the cellulose comprises glucose having a side chain having the repeating unit (II). N in the formula is-(N-CH 2) in the formula.
It is preferable that the CH 2 ) n- moiety has a value such that the molecular weight is substantially the same as that of the side chain portion having the repeating unit (I).

【0015】本発明の好ましい態様によれば、この第二
の態様において、R2 が水素原子またはメチル基を表
し、R3 が基−CO−O−CH2 CHR4 CH2 −(こ
こで、R4 は−OHを表す)を表すものが好ましい。
According to a preferred embodiment of the present invention, in this second embodiment, R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 3 represents a group —CO—O—CH 2 CHR 4 CH 2 — (where R 4 represents —OH).

【0016】本発明の第三の態様によれば、セルロース
は前記繰り返し単位(III )を有する側鎖を有するグル
コースを含んでなる。式中、R6 が表す基−CO−低級
アルキルのアルキル基は好ましくはC1-6 アルキル、よ
り好ましくはC1-4 アルキルを表す。また、Xが表すハ
ロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素原子
を表す。さらに、式中のnは、式中の−(N−CH2
2 )n−部分が上記繰り返し単位(I)を有する側鎖
部分と同程度の分子量となるような値とされるのが好ま
しい。
According to a third aspect of the present invention, the cellulose comprises glucose having a side chain having the repeating unit (III). In the formula, the alkyl group of the group —CO-lower alkyl represented by R 6 preferably represents C 1-6 alkyl, more preferably C 1-4 alkyl. Further, the halogen atom represented by X represents a fluorine, chlorine, bromine, or iodine atom. Further, n in the formula is-(N-CH 2 C) in the formula.
It is preferable that the H 2 ) n-part has a value such that it has a molecular weight similar to that of the side chain part having the repeating unit (I).

【0017】本発明の第四の態様によれば、セルロース
は前記繰り返し単位(IV)を有する側鎖を有するグルコ
ースを含んでなる。式中のnは、式中の−(N−CH2
CH2 )n−部分が上記繰り返し単位(I)を有する側
鎖部分と同程度の分子量となるような値とされるのが好
ましい。
According to a fourth aspect of the present invention, the cellulose comprises glucose having a side chain having the repeating unit (IV). N in the formula is-(N-CH 2) in the formula.
It is preferable that the CH 2 ) n- moiety has a value such that the molecular weight is substantially the same as that of the side chain portion having the repeating unit (I).

【0018】本発明において、繰り返し単位(I)を有
する側鎖、繰り返し単位(II)を有する側鎖のいずれに
あっても、この側鎖はグルコースの−CH2 OH基のH
と置換されて導入されてなるのが好ましい。
In the present invention, regardless of the side chain having the repeating unit (I) or the side chain having the repeating unit (II), this side chain is the H of the --CH 2 OH group of glucose.
And is preferably introduced after substitution.

【0019】セルロース 本発明におけるセルロースは多孔質体である。本発明の
好ましい態様によれば、セルロースは、空隙率80%以
上、平均孔径0.05〜2.0mmの発泡体であるのが
好ましい。更に好ましくは粒子径1.0〜5.0mm、
空隙率97%以上、平均孔径0.3〜2.0mm、比重
1.4〜1.7g/cm3 のセルロースである。
Cellulose Cellulose in the present invention is a porous material. According to a preferred embodiment of the present invention, the cellulose is preferably a foam having a porosity of 80% or more and an average pore diameter of 0.05 to 2.0 mm. More preferably, the particle size is 1.0 to 5.0 mm,
It is a cellulose having a porosity of 97% or more, an average pore diameter of 0.3 to 2.0 mm, and a specific gravity of 1.4 to 1.7 g / cm 3 .

【0020】セルロースは、天然セルロース(結晶型I
型)、再生セルロース(結晶型II型)のいずれであって
もよい。
Cellulose is natural cellulose (crystal type I).
Type) or regenerated cellulose (crystal type II).

【0021】本発明において好ましく用いられるセルロ
ースは、例えば木材から作られた高純度パルプを化学処
理してビスコースとして後、細孔を形成するために第三
成分を加え混合し、金型に注入後、加熱、凝固させ、適
宜この第三成分を除去して得ることができる。この第三
成分としては、発泡体形成後、容易に除去が可能な物質
が用いられる。例えば、水に不溶または難溶性の結晶
物、ワックス類、HLB値の低い界面活性剤、昇華性物
質などが用いられる。この第三成分の除去作業は、第三
成分の性質に従って、例えば有機溶媒による抽出、加熱
による昇華などによって実施される。このような方法に
よれば、第三成分の大きさ、種類、配合量を適宜選択す
ることにより所望の物性(空隙率、細孔径など)を有し
た基材を容易に得ることができる。
The cellulose preferably used in the present invention is, for example, a high-purity pulp made of wood is chemically treated to form viscose, and then a third component is added to form pores, mixed, and injected into a mold. Thereafter, it can be obtained by heating and coagulating to remove the third component as appropriate. As the third component, a substance that can be easily removed after the foam is formed is used. For example, water-insoluble or hardly-soluble crystals, waxes, surfactants having a low HLB value, sublimable substances, and the like are used. The operation of removing the third component is performed according to the nature of the third component, for example, by extraction with an organic solvent, sublimation by heating, or the like. According to such a method, a substrate having desired physical properties (porosity, pore size, etc.) can be easily obtained by appropriately selecting the size, type, and amount of the third component.

【0022】本発明にあっては、市販のセルロースを利
用することも可能であり、好ましいセルロースの例とし
ては、ビーエムアクアセル(商品名)としてバイオマテ
リアル株式会社から市販されているものが挙げられる。
In the present invention, commercially available cellulose can be used. Preferred examples of cellulose include those commercially available from Biomaterials Co., Ltd. as BM Aquacell (trade name).

【0023】繰り返し単位を有する側鎖のセルロースへ
の導入 セルロースのグルコース単位への繰り返し単位(I)、
(II)、(III )、または(IV)を有する側鎖の導入
は、側鎖を合成した後、それをグルコースに導入して
も、またグルコースに官能基を導入した後、その官能基
を介してこれら繰り返し単位を有する鎖を重合、成長さ
せることで導入してもよい。これら繰り返し単位を有す
る鎖は合目的的な方法によって製造することができる。
To side-chain cellulose having a repeating unit
A repeating unit (I) to a glucose unit of the introduced cellulose,
The introduction of the side chain having (II), (III), or (IV) can be performed by synthesizing the side chain and then introducing it into glucose, or after introducing a functional group into glucose, The polymer may be introduced by polymerizing and growing a chain having these repeating units via the polymer. Chains having these repeating units can be produced by any convenient method.

【0024】より具体的には、繰り返し単位(I)を有
する側鎖を有するセルロースは次のようにして製造する
ことができる。まず、グルコースの−CH2 OH基をナ
トリウムメチラートなどによって活性化した後、エピク
ロロヒドリンなどを利用してエポキシなどの官能基を導
入する。さらに、官能基が導入されたセルロースと、ポ
リエチレンイミンとを、反応に関与しない溶媒(例え
ば、DMF)中において、温度90〜100℃程度にお
いて反応させることによって得ることができる。また、
繰り返し単位(II)を有する側鎖を有するセルロースの
うち、R3 が基−CO−であるものは、次のように製造
することができる。まず、セルロースの存在下アクリル
酸またはメタクリル酸を、適当な溶媒(例えば、水)中
で、温度20〜25℃で、0.5〜1時間反応させるこ
とによって重合させる。次に、得られたポリマーを例え
ばチオニルクロライドで酸クロリドとする。この酸クロ
リド体をポリエチレンイミンと適当な溶媒(例えば、テ
トラヒドロフラン)中で、温度20〜25℃で、1〜2
時間反応させて、アミド結合により両者を結合させる。
More specifically, cellulose having a side chain having a repeating unit (I) can be produced as follows. First, after activation by such as sodium methylate -CH 2 OH group of glucose, introducing a functional group such as epoxy by using, for example epichlorohydrin. Furthermore, it can be obtained by reacting cellulose having a functional group introduced therein and polyethyleneimine in a solvent (eg, DMF) not involved in the reaction at a temperature of about 90 to 100 ° C. Also,
Among celluloses having a side chain having a repeating unit (II), those in which R 3 is a group —CO— can be produced as follows. First, acrylic acid or methacrylic acid is polymerized in a suitable solvent (for example, water) at a temperature of 20 to 25 ° C. for 0.5 to 1 hour in the presence of cellulose. Next, the obtained polymer is converted into an acid chloride using, for example, thionyl chloride. This acid chloride is prepared by mixing polyethylene chloride with polyethyleneimine in a suitable solvent (eg, tetrahydrofuran) at a temperature of 20 to 25 ° C.
After reacting for a time, both are linked by an amide bond.

【0025】また、繰り返し単位(II)を有する側鎖を
有するセルロースのうち、R3 が基−CO−O−CH2
CHR4 CH2-または基−(p-フェニレン)−( CH2 )
q−CHR5 CH2 −であるものは、次のように製造
することができる。まず、セルロースの存在下、グリシ
ジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、チオグ
リシジルアクリレート、チオグリシジルメタクリレー
ト、ビニルベンジルグリシジルエステル、ビニルフェニ
ルグリシジルエステル、ビニルベンジルチオグリシジル
エステル、またはビニルフェニルチオグリシジルエステ
ルを、適当な溶媒(例えば、水)中で、温度20〜25
℃で、1〜2時間反応させることによって重合させる。
得られたポリマーをポリエチレンイミンと、適当な溶媒
(例えば、DMF)中で、温度90〜100℃で、3〜
5時間反応させることによって得ることができる。
In the cellulose having a side chain having the repeating unit (II), R 3 is a group represented by —CO—O—CH 2
CHR 4 CH 2-or a group - (p-phenylene) - (CH 2)
q-CHR 5 CH 2 - in which one can be prepared as follows. First, in the presence of cellulose, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, thioglycidyl acrylate, thioglycidyl methacrylate, vinyl benzyl glycidyl ester, vinyl phenyl glycidyl ester, vinyl benzyl thioglycidyl ester, or vinyl phenyl thioglycidyl ester in a suitable solvent (eg, , Water) at a temperature of 20-25
The polymerization is carried out by reacting at a temperature of 1 to 2 hours.
The obtained polymer is mixed with polyethyleneimine in a suitable solvent (eg, DMF) at a temperature of 90 to 100 ° C. for 3 to 3 minutes.
It can be obtained by reacting for 5 hours.

【0026】また、繰り返し単位(III )を有する側鎖
を有するセルロースは、次のように製造することができ
る。まず、セルロースの存在下、α−ハロアクリル酸ま
たは低級アルキルα−ハロアクリル酸エステルを、適当
な溶媒(例えば、水)中で、温度20〜25℃で、0.
5〜1時間反応させることによって重合させる。得られ
たポリマーにポリエチレンイミンを、適当な溶媒(例え
ば、DMF)中で、温度80〜100℃で、1〜2時間
反応させる四級化反応(メンシュトキン反応)により導
入することによって得ることができる。
The cellulose having a side chain having a repeating unit (III) can be produced as follows. First, in the presence of cellulose, α-haloacrylic acid or lower alkyl α-haloacrylate is dissolved in a suitable solvent (for example, water) at a temperature of 20 to 25 ° C. for 0.1 hour.
The polymerization is carried out by reacting for 5 to 1 hour. Polyethyleneimine can be obtained by introducing a polyethyleneimine into the obtained polymer by a quaternization reaction (Menstockkin reaction) in a suitable solvent (eg, DMF) at a temperature of 80 to 100 ° C. for 1 to 2 hours. .

【0027】また、繰り返し単位(IV)を有する側鎖を
有するセルロースは、上記繰り返し単位(III )を有す
る側鎖を有するセルロースの製造法に準じて製造するこ
とができる。すなわち、セルロースの存在下、ハロアル
キルアクリル酸エステル、ハロアルキルメタクリル酸エ
ステル、ハロアルキルスチレン、α−(ハロアルキル)
スチレン、またはハロスチレンを、適当な溶媒(例え
ば、水)中で、温度20〜25℃で、3〜5時間反応さ
せることによって重合させる。得られたポリマーにポリ
エチレンイミンを上記四級化反応(メンシュトキン反
応)に準じて導入することによって得ることができる。
The cellulose having a side chain having a repeating unit (IV) can be produced according to the method for producing a cellulose having a side chain having a repeating unit (III). That is, in the presence of cellulose, haloalkyl acrylate, haloalkyl methacrylate, haloalkylstyrene, α- (haloalkyl)
Styrene or halostyrene is polymerized by reacting in a suitable solvent (eg, water) at a temperature of 20 to 25 ° C. for 3 to 5 hours. It can be obtained by introducing polyethyleneimine into the obtained polymer according to the quaternization reaction (Menstockkin reaction).

【0028】反応後、得られたセルロースは未反応成分
を十分に洗浄して除くのが好ましい。温度などの反応条
件、モノマーの種類、反応時間などを適宜選択すること
によって分子量その他所望の物性を有するセルロースが
製造可能であることは当業者には明らかであろう。
After the reaction, the obtained cellulose is preferably washed sufficiently to remove unreacted components. It will be apparent to those skilled in the art that cellulose having a molecular weight and other desired physical properties can be produced by appropriately selecting reaction conditions such as temperature, types of monomers, and reaction time.

【0029】重金属の選択的分離 本発明によるセルロースは金属とりわけ重金属に対して
選択的な親和性を有する。よって、本発明によるセルロ
ースは、ある系から金属を選択的に分離するために好ま
しく用いることができる。
Selective separation of heavy metals Cellulose according to the invention has a selective affinity for metals, especially heavy metals. Therefore, the cellulose according to the present invention can be preferably used for selectively separating metals from a certain system.

【0030】本発明によるセルロースが親和性を有する
金属としては、Hg、Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、
Co、Ni、Mn、Alなどが挙げられる。本発明の好
ましい態様によれば、本発明のセルロースは重金属に高
い親和性を有する。特に好ましい重金属としては、H
g、Cu、Cd、およびZnが挙げられ、特にHgに対
して選択的な高い親和性を有する。
The metals having affinity for the cellulose according to the present invention include Hg, Cu, Cd, Pb, Zn, Cr,
Co, Ni, Mn, Al and the like can be mentioned. According to a preferred embodiment of the present invention, the cellulose of the present invention has a high affinity for heavy metals. Particularly preferred heavy metals include H
g, Cu, Cd, and Zn, and has a particularly high affinity for Hg.

【0031】本発明によるセルロースが金属に対して親
和性を有する理由は、その繰り返し単位中に存在する窒
素原子を含む残基部分が複数で金属イオンに配位結合し
てキレート類似の構造を採るからと予想される。
The reason that the cellulose according to the present invention has an affinity for a metal is that a plurality of residues including a nitrogen atom present in the repeating unit are coordinated and bound to a metal ion to form a structure similar to a chelate. It is expected from.

【0032】本発明の好ましい態様によれば、上記の繰
り返し単位(II)、(III )、または(IV)を有するセ
ルロースがその高い吸着容量の観点から好ましい。繰り
返し単位(II)(III )、または(IV)を有するセルロ
ースにあっては、窒素原子を含む残基部分が、繰り返し
単位(I)を含むセルロースの場合より数多く存在する
ことができ、さらにその動きも比較的自由であり、金属
イオンを捕捉しやすいことから有利と考えられる。
According to a preferred embodiment of the present invention, cellulose having the above-mentioned repeating unit (II), (III) or (IV) is preferred from the viewpoint of its high adsorption capacity. In the case of cellulose having repeating units (II), (III), or (IV), the residue portion containing a nitrogen atom can be present more frequently than in the case of cellulose containing repeating unit (I). It is considered to be advantageous because the movement is relatively free and the metal ions are easily captured.

【0033】更に本発明によるセルロースは、一旦金属
を吸着した後、酸で洗浄することによりその金属を脱離
させることができる。よって本発明によるセルロース
は、金属の回収のために利用することも可能である。
Further, in the cellulose according to the present invention, after the metal is once adsorbed, the metal can be eliminated by washing with an acid. Thus, the cellulose according to the invention can also be used for recovering metals.

【0034】更に、酸洗浄後もセルロースの金属に対す
る親和性は維持され、再度、金属の単離に再利用するこ
とができる点でも有利である。
Further, it is advantageous in that the affinity of the cellulose for the metal is maintained even after the acid washing, and the cellulose can be reused again for isolating the metal.

【0035】本発明によるセルロースによる金属の選択
的分離は、金属が含まれている溶液とセルロースとを接
触させることで実施することができる。
The selective separation of the metal by the cellulose according to the present invention can be carried out by bringing the solution containing the metal into contact with the cellulose.

【0036】本発明によるセルロースにあっては、その
吸着速度が大きいことから、バッチ処理のみならず、セ
ルロースに流れる溶液を接触させる連続処理によっても
金属を吸着する。
In the cellulose according to the present invention, the metal is adsorbed not only by a batch treatment but also by a continuous treatment in which a solution flowing through the cellulose is brought into contact, because of the high adsorption speed.

【0037】本発明の好ましい態様によれば、本発明に
よるセルロースは、Hgに関して300mg/g程度の
吸着容量を有する。また、Cu、Cd、およびZnに関
してはそれぞれ、50mg/g程度、40mg/g程
度、15mg/g程度の吸着容量を有する。
According to a preferred embodiment of the present invention, the cellulose according to the present invention has an adsorption capacity of about 300 mg / g with respect to Hg. Further, Cu, Cd, and Zn have adsorption capacities of about 50 mg / g, about 40 mg / g, and about 15 mg / g, respectively.

【0038】本発明によるセルロースは、具体的には工
業廃水からの金属の分離または回収などに有効に利用す
ることができる。
The cellulose according to the present invention can be effectively used for separating or recovering metals from industrial wastewater.

【0039】[0039]

【実施例】本発明を以下の実施例によって詳細に説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
EXAMPLES The present invention will be described in detail with reference to the following Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0040】材料 セルロースは、ビーエムアクアセル(商品名)としてバ
イオマテリアル株式会社から市販されているものを使用
した。このセルロースは、高度に多孔質(細孔径:20
0μm)の立方体(1mm3 近似)の大きさを有する。
The material cellulose used was commercially available from Biomaterial Co., Ltd. as BM Aquacell (trade name). This cellulose is highly porous (pore diameter: 20
0 μm) (approximately 1 mm 3 ).

【0041】また、対照として、ポリアミンキレート基
で変性されたキトサンであるCS−03吸着剤(細孔
径:0.15mm、富士紡績株式会社製)を用意した。
また、ポリエチレンイミン(PEI)は日本触媒株式会
社から提供された。すべての他の試薬は、和光純薬株式
会社から購入した。
As a control, a CS-03 adsorbent (pore diameter: 0.15 mm, manufactured by Fuji Boseki Co., Ltd.), which is a chitosan modified with a polyamine chelate group, was prepared.
Polyethyleneimine (PEI) was provided by Nippon Shokubai Co., Ltd. All other reagents were purchased from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.

【0042】例A1:多孔質セルロースCell−PE
Iの製造 セルロース(0.50g)を乾燥ジメチルスルホキシド
(DMSO)(30.0ml)の中に60℃において浸
漬し、そして2時間攪拌した。この反応液にナトリウム
メチラート(26.0ml)を添加し、次いで室温にお
いて窒素気流下でさらに1時間攪拌した。得られた生成
物を乾燥DMSOで洗浄した。
Example A1 : Porous cellulose Cell-PE
Preparation of I Cellulose (0.50 g) was immersed in dry dimethylsulfoxide (DMSO) (30.0 ml) at 60 ° C. and stirred for 2 hours. To this reaction solution was added sodium methylate (26.0 ml), and the mixture was further stirred at room temperature under a nitrogen stream for 1 hour. The obtained product was washed with dry DMSO.

【0043】ナトリウムセルロース(1.0g)を5
0.0mlのエピクロロヒドリン(78.0ml)を含
有する乾燥DMSOの中に浸漬し、窒素気流下で50℃
において2時間攪拌した。反応後、生成したエポキシプ
ロピルセルロースを分離し、蒸留水およびエタノールで
洗浄し、その後減圧下で乾燥した。
5 g of sodium cellulose (1.0 g)
Immerse in dry DMSO containing 0.0 ml of epichlorohydrin (78.0 ml) at 50 ° C. under nitrogen flow
For 2 hours. After the reaction, the produced epoxypropylcellulose was separated, washed with distilled water and ethanol, and then dried under reduced pressure.

【0044】得られたエポキシプロピルセルロース(1
g)と、PEI(5倍過剰、分子量300、600、1
200、および20000の四種)とを、ジメチルホル
ムアミド(DMF)の中で、窒素ガス下に、100℃に
おいて一定に攪拌しながら4時間反応させた。得られた
多孔質セルロース(cell−PEI)を濾過により分
離し、熱水(50℃)およびエタノールで十分に洗浄
し、次いで真空乾燥した。
The obtained epoxypropylcellulose (1
g) and PEI (5-fold excess, molecular weight 300, 600, 1
200 and 20,000) in dimethylformamide (DMF) under nitrogen gas at 100 ° C. with constant stirring for 4 hours. The obtained porous cellulose (cell-PEI) was separated by filtration, sufficiently washed with hot water (50 ° C.) and ethanol, and then dried under vacuum.

【0045】得られたエポキシプロピルセルロースおよ
びcell−PEIの元素分析結果は次の表に示される
通りであった。
The results of elemental analysis of the obtained epoxypropylcellulose and cell-PEI are as shown in the following table.

【0046】[0046]

【表1】 表から明らかなように、100%に近いエポキシド置換
度のエポキシプロピルセルロース担体が得られた。さら
に滴定実験によって99.1%のエポキシドが確認され
た。
[Table 1] As is clear from the table, an epoxypropylcellulose carrier having an epoxide substitution degree close to 100% was obtained. Further titration experiments confirmed 99.1% epoxide.

【0047】上記方法に準じて分子量の異なるPEIを
用いてCell−PEIを合成した。得られたCell
−PEIの元素分析結果は次の第2表に示される通りで
あった。
Cell-PEI was synthesized using PEI having different molecular weights according to the above method. Obtained Cell
Elemental analysis results of PEI were as shown in Table 2 below.

【表2】 また、Cell−PEIの合成では、用いたPEIの分
子量によって、1.66〜2.04の範囲のアミン/エ
ポキシド比(すなわち、アミン/グルコース比)の試料
が得られた。これらの数値は、一つのPEI分子が複数
のエポキシ基と結合していることを示している。
[Table 2] In the synthesis of Cell-PEI, a sample having an amine / epoxide ratio (i.e., amine / glucose ratio) in the range of 1.66 to 2.04 was obtained depending on the molecular weight of PEI used. These values indicate that one PEI molecule is bonded to a plurality of epoxy groups.

【0048】また、上記と同様に方法によって、エポキ
シプロピルセルロースをエチレンジアミンと反応させる
ことによって、多孔質セルロース−エチレンジアミン
(Cell−ED)を合成した。
Further, a porous cellulose-ethylenediamine (Cell-ED) was synthesized by reacting epoxypropylcellulose with ethylenediamine in the same manner as described above.

【0049】例A2:多孔質セルロースCell−PE
IへのHgの吸着 多孔質セルロースへのHgの吸着を次の様に評価した。
例A1で得られたCell−PEIの所定量を、濃度1
0mg/lのHgCl2 塩溶液20.00mlに加え、
平衡化した。溶液のpHは、0.1mol/lのビス−
トリス−0.1mol/lのHCl緩衝液によって調節
した。この混合物を振盪機により機械的に連続的に混合
した。吸着が完結した後、吸着剤を真空濾過により分離
し、濾液中のHgの濃度を求めた。
Example A2 : Porous cellulose Cell-PE
Adsorption of Hg to I The adsorption of Hg to porous cellulose was evaluated as follows.
A predetermined amount of Cell-PEI obtained in Example A1 was
0 mg / l HgCl 2 salt solution 20.00 ml,
Equilibrated. The pH of the solution was 0.1 mol / l bis-
Tris-adjusted with 0.1 mol / l HCl buffer. The mixture was mechanically and continuously mixed by a shaker. After the adsorption was completed, the adsorbent was separated by vacuum filtration, and the concentration of Hg in the filtrate was determined.

【0050】比較のため、上記と同様の操作をcell
−EDについても行った。以上の結果は、図1に示され
る通りであった。図中において、CoはHgの初期濃度
を、Ceは濾液中のHg濃度を示す。
For comparison, the same operation as above was performed in cell
-ED was also performed. The above results were as shown in FIG. In the figure, Co indicates the initial concentration of Hg, and Ce indicates the Hg concentration in the filtrate.

【0051】例A3:多孔質セルロースCell−PE
Iへの重金属の連続吸着 Cell−PEIへのHgの吸着容量を、次の条件下で
評価した。
Example A3 : Porous cellulose Cell-PE
Continuous adsorption of heavy metals on I The adsorption capacity of Hg on Cell-PEI was evaluated under the following conditions.

【0052】内径1cmのガラスのクロマトグラフィー
のカラム(Amicon Co.)に高さ/直径比5.5の(0.
2262gの吸着剤に相当する)となるようにcell
−PEI吸着剤を充填した。約10mg/lの塩化水銀
溶液を25、60、および120ml/時の流速でカラ
ムに供給した。流出液の中の水銀イオン濃度を規則的に
測定した。その結果は、図2に示される通りであった。
A height / diameter ratio of 5.5 (0.5 mm) was applied to a glass chromatography column (Amicon Co.) having an inner diameter of 1 cm.
(Corresponding to 2262 g of adsorbent).
-Filled with PEI adsorbent. About 10 mg / l mercury chloride solution was fed to the column at flow rates of 25, 60, and 120 ml / hour. The mercury ion concentration in the effluent was measured regularly. The result was as shown in FIG.

【0053】120、60、および25ml/時の流速
において、それぞれ159、239.0、および26
0.0mg/gの吸着容量が得られた。これらの値を使
用して、最小流速(0ml/時)における吸着容量を推
定すると292.0mg/gであった。この値は、バッ
チ式吸着実験から得られた値(288.0mg/g)と
ほぼ一致する。
At flow rates of 120, 60 and 25 ml / h, 159, 239.0 and 26 respectively
An adsorption capacity of 0.0 mg / g was obtained. Using these values, the adsorption capacity at the minimum flow rate (0 ml / hr) was estimated to be 292.0 mg / g. This value almost coincides with the value obtained from the batch adsorption experiment (288.0 mg / g).

【0054】例A4:多孔質セルロースCell−PE
Iへの種々の金属の吸着 多孔質セルロースへの、図3記載の種々の金属の吸着
を、pHを7に調整した以外は、例A2に記載の方法に
従い測定した。以上の結果は、図3に示される通りであ
った。
Example A4 : Porous cellulose Cell-PE
Adsorption of Various Metals on I The adsorption of various metals shown in FIG. 3 on porous cellulose was measured according to the method described in Example A2, except that the pH was adjusted to 7. The above results were as shown in FIG.

【0055】例A5:金属の吸着および脱離 まず、多孔質セルロースcell−PEIの0.001
5gの4群を、それぞれ水銀濃度10ppmの水銀溶液
20ml中に浸漬し、多孔質セルロースに水銀を吸着さ
せた。このときの水銀の吸着量は、下記の第3表の第1
バッチにCell−PEIとして示される通り、0.1
78〜0.181mgの範囲であった。これら4群の多
孔質セルロースCell−PEIを、0.5M、1.0
M、2.0M、および4.0Mの塩酸に浸漬し、水銀を
脱離させた。水銀の脱離量は、下記の第3表の第1バッ
チの脱離量として示した。
Example A5 : Adsorption and desorption of metal First, 0.001 of porous cellulose cell-PEI
Four groups of 5 g each were immersed in 20 ml of a mercury solution having a mercury concentration of 10 ppm, and mercury was adsorbed on the porous cellulose. The amount of mercury adsorbed at this time is as shown in Table 1 below.
0.1 as indicated in the batch as Cell-PEI
The range was 78-0.181 mg. These four groups of porous cellulose Cell-PEI were added to 0.5 M, 1.0
It was immersed in M, 2.0 M, and 4.0 M hydrochloric acid to desorb mercury. The amount of mercury desorbed was shown as the amount of the first batch desorbed in Table 3 below.

【0056】水銀を脱離させた多孔質セルロースCel
l−PEIを再び水銀濃度10ppmの水銀溶液20m
l中に浸漬し、水銀を吸着させた。その結果、4群の多
孔質セルロースは、下記の第3表の第2バッチの吸着量
として示される量の水銀をそれぞれ吸着した。
Porous cellulose Cel from which mercury has been eliminated
l-PEI was again used as a 20 m mercury solution having a mercury concentration of 10 ppm.
1 to allow mercury to be adsorbed. As a result, the four groups of porous celluloses respectively adsorbed mercury in amounts shown as adsorption amounts of the second batch in Table 3 below.

【0057】これら4群の多孔質セルロースCell−
PEIを4.0Mの塩酸に浸漬し、再び水銀を脱離させ
た。水銀の脱離量は、下記の第3表の第2バッチの吸着
量として示される通りであった。
The four groups of porous cellulose Cell-
PEI was immersed in 4.0 M hydrochloric acid to remove mercury again. The amount of mercury desorbed was as shown in Table 3 below as the adsorption amount of the second batch.

【0058】こうして水銀を脱離させた多孔質セルロー
スCell−PEIを、再度、水銀濃度10ppmの水
銀溶液20ml中に浸漬し、水銀を吸着させた。その結
果、4群の多孔質セルロースCell−PEIは、下記
の第3表の第3バッチの吸着量として示される量の水銀
をそれぞれ吸着した。
The porous cellulose Cell-PEI from which mercury had been desorbed in this manner was immersed again in 20 ml of a mercury solution having a mercury concentration of 10 ppm to adsorb mercury. As a result, the four groups of porous cellulose Cell-PEI adsorbed mercury in amounts shown as the adsorption amounts of the third batch in Table 3 below.

【0059】以上の結果から明らかなように、多孔質セ
ルロースCell−PEIに吸着された金属は塩酸によ
って脱離させることができる。本実験例においては、
4.0Mの塩酸を用いることで、ほぼ吸着水銀をほぼ完
全に脱離させることができた。また、水銀の脱着を2回
繰り返したにもかかわらず、多孔質セルロースCell
−PEIの水銀吸着能の低下は見られなかった。
As is clear from the above results, the metal adsorbed on the porous cellulose Cell-PEI can be eliminated by hydrochloric acid. In this experimental example,
By using 4.0 M hydrochloric acid, almost completely adsorbed mercury could be desorbed. In addition, despite repeating mercury desorption twice, the porous cellulose Cell
-No decrease in the mercury adsorption capacity of PEI was observed.

【0060】[0060]

【表3】 [Table 3]

【0061】例B1:多孔質セルロースpoly(CG
MAPEI)の製造 水浴を使用して反応温度を20℃に制御した。所定量の
セルロースと水との混合物をまず15分間加熱して、多
孔質セルロースの内部に捕捉されている微量の空気を除
去し、その後窒素ガス雰囲気下で、反応温度に放冷し
た。クラフト重合は、グリシジルメタクリレートを添加
し、300rpmで激しく攪拌し、硝酸セリウム(I
V)アンモニウム(CAN)(0.1M)の溶液を添加
して行った。反応終了後、得られたポリ(セルロース−
グリシジルメタクリレート)生成物を単離し、テトラヒ
ドロフルフリルで洗浄し、真空乾燥した。
Example B1 : Porous cellulose poly (CG
Preparation of MAPEI) The reaction temperature was controlled at 20 ° C. using a water bath. A predetermined amount of a mixture of cellulose and water was first heated for 15 minutes to remove a trace amount of air trapped inside the porous cellulose, and then allowed to cool to a reaction temperature under a nitrogen gas atmosphere. For kraft polymerization, glycidyl methacrylate is added, vigorously stirred at 300 rpm, and cerium nitrate (I
V) The reaction was performed by adding a solution of ammonium (CAN) (0.1 M). After completion of the reaction, the resulting poly (cellulose-
Glycidyl methacrylate) product was isolated, washed with tetrahydrofurfuryl and dried in vacuo.

【0062】続いて、例A1に記載のCell−PEI
合成法に従い、ポリエチレンイミン(分子量600)を
上で得られたポリ(セルロース−グリシジルメタクリレ
ート)に導入し(DMF中、100℃)、多孔質セルロ
ースpoly(CGMAPEI)を得た。
Subsequently, the Cell-PEI described in Example A1 was used.
According to the synthesis method, polyethyleneimine (molecular weight: 600) was introduced into the poly (cellulose-glycidyl methacrylate) obtained above (in DMF, at 100 ° C.) to obtain a porous cellulose poly (CGMAPEI).

【0063】種々の重合時間において合成されたCel
l−PEIおよびポリ(cell−GMA−PEI)の
元素分析および計算された組成は次の第4表に示される
通りであった。元素分析により、Cell−PEIの場
合より高いアミン置換度のポリ(CGMAPEI)が確
認された。グラフト重合により、より大きい密度でエポ
キシドを導入することが示された。
Cel synthesized at various polymerization times
Elemental analysis and calculated composition of 1-PEI and poly (cell-GMA-PEI) were as shown in Table 4 below. Elemental analysis confirmed poly (CGMAPEI) with a higher degree of amine substitution than Cell-PEI. Graft polymerization has been shown to introduce epoxides at higher densities.

【表4】 [Table 4]

【0064】例B2:多孔質セルロースpoly(CG
MAPEI)の製造 例B1に記載の方法において、開始剤CANの濃度をセ
ルロース重量比で変化させて多孔質セルロースpoly
(CGMAPEI)を合成した。合成された多孔質セル
ロースの元素分析は次の第5表に示される通りであっ
た。
Example B2 : Porous cellulose poly (CG
Preparation of MAPEI) In the method described in Example B1, the concentration of the initiator CAN is varied by the weight ratio of cellulose to obtain a porous cellulose poly.
(CGMAPEI) was synthesized. Elemental analysis of the synthesized porous cellulose was as shown in Table 5 below.

【0065】[0065]

【表5】 グリジルメタクリレートの架橋は、CANとグルコース
(セルロースの構成単位)の比CAN/Gluが1.5
のとき特に高かった。
[Table 5] Crosslinking of glycidyl methacrylate is carried out when the ratio CAN / Glu of CAN to glucose (constituent unit of cellulose) is 1.5.
It was especially high at the time.

【0066】例B3:多孔質セルロースpoly(CG
MAPEI)への重金属の吸着 濃度10mg/lの種々の金属溶液15.00mlに、
例B1およびB2の方法によって製造されたpoly
(CGMAPEI)を接触させ、平衡化することによっ
て金属の吸着を行った。吸着温度およびpH条件は、そ
れぞれ25℃およびpH7とした。吸着後、多孔質セル
ロースを分離し、濾液の中の平衡金属濃度を求めた。
Example B3 : Porous cellulose poly (CG
Adsorption of heavy metals on MAPEI) To 15.00 ml of various metal solutions with a concentration of 10 mg / l,
Poly produced by the method of Examples B1 and B2
(CGMAPEI) was brought into contact, and the metal was adsorbed by equilibration. The adsorption temperature and pH conditions were 25 ° C. and pH 7, respectively. After the adsorption, the porous cellulose was separated, and the equilibrium metal concentration in the filtrate was determined.

【0067】その結果は、例B1で合成された多孔質セ
ルロースについては図4に、例B2で合成された多孔質
セルロースについては図5に示される通りであった。ま
た、比較のために、cell−PEIおよびCS−03
についても同様にその吸着能を評価した。
The results are as shown in FIG. 4 for the porous cellulose synthesized in Example B1, and as shown in FIG. 5 for the porous cellulose synthesized in Example B2. For comparison, cell-PEI and CS-03 were used.
Was also evaluated for its adsorption ability.

【0068】図4から明らかなように、Hg、Cu、C
o、およびZnについて、それぞれ350mg/g、4
5mg/g、8.5mg/g、および17.5mg/g
という吸着容量が達成された。アミン含量の最も少ない
poly(CGMAPEI)30minでさえ、3種類の
金属に対してCell−PEIより高い金属親和性を有
していた。
As is apparent from FIG. 4, Hg, Cu, C
For o and Zn, 350 mg / g, 4
5 mg / g, 8.5 mg / g, and 17.5 mg / g
Adsorption capacity was achieved. Even poly (CGMAPEI) with the lowest amine content for 30 min had higher metal affinity for Cell 3 than for Cell-PEI.

【0069】例B4:多孔質セルロースpoly(CG
MAPEI)への重金属の連続吸着 poly(CGMAPEI)への金属の吸着容量を、次
のような条件で求めた。60ml/時の流速とし、C
u、Co、およびZnに関し、例A3に準じて測定を行
った。その結果は、図6に示される通りであった。流出
液の濃度はppbレベルの濃度まで減少した。Coおよ
びZnについて、残留濃度は、それぞれ0.5ppmお
よび0.05ppmまで減少した。
Example B4 : Porous cellulose poly (CG
Continuous adsorption of heavy metals on MAPEI) The adsorption capacity of metals on poly (CGMAPEI) was determined under the following conditions. With a flow rate of 60 ml / hour, C
u, Co, and Zn were measured according to Example A3. The result was as shown in FIG. The concentration of the effluent decreased to the level of the ppb level. For Co and Zn, the residual concentration was reduced to 0.5 ppm and 0.05 ppm, respectively.

【0070】例B5:また、異なる金属を同時にカラム
に吸着させる廃水処理を想定した実験を行った。具体的
には、まず、内径1cmのカラムに高さ/直径が5.5
となるように多孔質セルロースpoly(CGMAPE
I)0.83gを充填した。このカラムに、Ni、P
b、Zn、Cd、Cr、Al、Co、Mn、Cu、Hg
のすべてをそれぞれ10ppmの濃度で含む水溶液を流
速60ml/時で流した。そのときの流出液中の各金属
濃度の初期濃度に対する比を、流出量に対してプロット
した。その結果は、図7に示される通りであった。
Example B5 : An experiment was conducted assuming a wastewater treatment in which different metals were simultaneously adsorbed on a column. Specifically, first, a column having an inner diameter of 1 cm has a height / diameter of 5.5.
The porous cellulose poly (CGMAPE
I) 0.83 g was charged. Ni, P
b, Zn, Cd, Cr, Al, Co, Mn, Cu, Hg
Was flowed at a flow rate of 60 ml / hour. The ratio of each metal concentration in the effluent to the initial concentration at that time was plotted against the effluent. The result was as shown in FIG.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による多孔質セルロースへのHgの吸着
量とpHの関係を示す図である。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of Hg adsorbed on porous cellulose and pH according to the present invention.

【図2】本発明による多孔質セルロースへの重金属の連
続吸着を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing continuous adsorption of heavy metals on porous cellulose according to the present invention.

【図3】本発明による多孔質セルロースへの種々の重金
属の吸着量を示す図である。
FIG. 3 is a graph showing the amounts of various heavy metals adsorbed on porous cellulose according to the present invention.

【図4】ポリエチレンイミンがグラフトされた本発明に
よる多孔質セルロースへの種々の重金属の吸着量を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing the amounts of various heavy metals adsorbed on porous cellulose according to the present invention on which polyethyleneimine is grafted.

【図5】ポリエチレンイミンがグラフトされた本発明に
よる多孔質セルロースへの種々の重金属の吸着量を示す
図である。
FIG. 5 is a graph showing the amounts of various heavy metals adsorbed on porous cellulose according to the present invention on which polyethyleneimine is grafted.

【図6】ポリエチレンイミンがグラフトされた本発明に
よる多孔質セルロースへの種々の重金属の連続吸着量を
示す図である。
FIG. 6 is a graph showing the continuous adsorption amounts of various heavy metals to porous cellulose according to the present invention on which polyethyleneimine is grafted.

【図7】排水処理を想定し、異なる金属を同時にカラム
に吸着させた際の本発明による多孔質セルロースへの重
金属の吸着量を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the amount of heavy metal adsorbed on porous cellulose according to the present invention when different metals are simultaneously adsorbed on a column assuming wastewater treatment.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド、ナバロ 茨城県つくば市天王台2−1 筑波大学一 の矢宿舎37−105 (72)発明者 角 克 宏 茨城県つくば市並木2丁目14番地301棟205 号室 (72)発明者 松 村 正 利 茨城県つくば市高野1250−2 (72)発明者 藤 井 直 幸 福井県福井市学園3−3−10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Ronald, Navarro, Inventor 2-1 Tennodai, Tsukuba, Ibaraki Prefecture 37-105, No. 1 Dormitory, Tsukuba University Building 205 Room (72) Inventor Masatoshi Matsumura 1250-2, Takano, Tsukuba, Ibaraki (72) Inventor Naoyuki Fujii 3-3-10 Gakuen, Fukui City, Fukui Prefecture

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記の繰り返し単位(I)を有する側鎖を
有するグルコース単位を含んでなるセルロースからな
り、該セルロースが多孔質である、セルロース。 −(NR1 −CH2 CH2 )n− (I) (式中、R1 は水素原子またはグルコース単位への結合
を表し、nは1以上の整数を表す。)
1. Cellulose comprising a cellulose comprising a glucose unit having a side chain having the following repeating unit (I), wherein the cellulose is porous. -(NR 1 -CH 2 CH 2 ) n- (I) (wherein, R 1 represents a bond to a hydrogen atom or a glucose unit, and n represents an integer of 1 or more.)
【請求項2】繰り返し単位(I)を有する側鎖部分の分
子量が70,000以下である、請求項1または2に記
載のセルロース。
2. The cellulose according to claim 1, wherein the molecular weight of the side chain portion having the repeating unit (I) is 70,000 or less.
【請求項3】下記の繰り返し単位(II)を有する側鎖を
有するグルコース単位を含んでなるセルロースからな
り、かつ該セルロースが多孔質である、セルロース。 【化1】 (式中、 R2 は、水素原子またはメチル基を表し、 R3 は、基−CO−、基−CO−O−CH2 CHR4
2-(ここで、R4 は−OHまたは−SHを表す)、ま
たは基−(p-フェニレン)−( CH2 ) q−CHR5
2 −(ここで、qは1または2の整数を表し、R5
−OHまたは−SHを表す)を表し、 nおよびpは1以上の整数を表し、 Aはグルコース単位への結合を表す)
3. A cellulose comprising a cellulose comprising a glucose unit having a side chain having the following repeating unit (II), wherein the cellulose is porous. Embedded image (Wherein, R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 3 represents a group —CO—, a group —CO—O—CH 2 CHR 4 C
H 2-(wherein, R 4 represents -OH or -SH), or a group - (p-phenylene) - (CH 2) q- CHR 5 C
H 2 — (where q represents an integer of 1 or 2; R 5 represents —OH or —SH); n and p represent an integer of 1 or more; and A represents a bond to a glucose unit. Represent)
【請求項4】R2 が水素原子またはメチル基を表し、R
3 が基−CO−O−CH2 CHR4CH2 −(ここで、
4 は−OHを表す)を表す、請求項3記載のセルロー
ス。
(4) R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group;
3 group -CO-O-CH 2 CHR 4 CH 2 - ( wherein,
R < 4 > represents -OH).
【請求項5】下記の繰り返し単位(III )を有する側鎖
を有するグルコース単位を含んでなるセルロースからな
り、かつ該セルロースが多孔質である、セルロース。 【化2】 (式中、 R6 は、基−COHまたは基−CO−低級アルキルを表
し、 Xは、ハロゲン原子を表し、 nおよびpは1以上の整数を表し、 Aはグルコース単位への結合を表す)
5. A cellulose comprising a cellulose comprising a glucose unit having a side chain having the following repeating unit (III), wherein the cellulose is porous. Embedded image (Wherein, R 6 represents a group —COH or a group —CO-lower alkyl), X represents a halogen atom, n and p represent an integer of 1 or more, and A represents a bond to a glucose unit.
【請求項6】下記の繰り返し単位(IV)を有する側鎖を
有するグルコース単位を含んでなるセルロースからな
り、かつ該セルロースが多孔質である、セルロース。 【化3】 (式中、 R7 は、水素原子、メチル基、またはフェニル基を表
し、 R8 は、基−CO−O−(CH2)r−(ここで、rは
1〜6の整数を表す)、基−(p-フェニレン)−(CH
2)r−(ここでrは前記と同義である)、基−(CH
2)r−(ここでrは前記と同義である)、または基 p
-フェニレンを表し、 Xは、ハロゲン原子を表し、 nおよびpは1以上の整数を表し、 Aはグルコース単位への結合を表す)
6. A cellulose comprising a cellulose comprising a glucose unit having a side chain having the following repeating unit (IV), wherein the cellulose is porous. Embedded image (Wherein, R 7 represents a hydrogen atom, a methyl group, or a phenyl group; R 8 represents a group —CO—O— (CH 2) r— (where r represents an integer of 1 to 6); Group-(p-phenylene)-(CH
2) r- (where r is as defined above), a group-(CH
2) r- (where r is as defined above) or a group p
X represents a halogen atom, n and p each represent an integer of 1 or more, and A represents a bond to a glucose unit.
【請求項7】繰り返し単位(I)、(II)、(III )、
または(IV)で表される側鎖が、グルコースの−CH2
OHのHと置換されて導入されてなる、請求項1〜6の
いずれか一項に記載のセルロース。
7. A repeating unit (I), (II), (III),
Or, the side chain represented by (IV) is -CH 2 of glucose.
The cellulose according to any one of claims 1 to 6, which is introduced by replacing OH with H.
【請求項8】セルロースが、空隙率80%以上、平均孔
径0.05〜2.0mmの発泡体である、請求項1〜7
のいずれか一項に記載のセルロース。
8. The cellulose according to claim 1, wherein the cellulose is a foam having a porosity of 80% or more and an average pore diameter of 0.05 to 2.0 mm.
The cellulose according to any one of the above.
【請求項9】セルロースが、粒子径1.0〜5.0m
m、空隙率97%以上、平均孔径0.3〜2.0mm、
比重1.4〜1.7g/cm3 である、請求項8に記載
のセルロース。
9. A cellulose having a particle size of 1.0 to 5.0 m.
m, porosity 97% or more, average pore diameter 0.3 to 2.0 mm,
A specific gravity of 1.4~1.7g / cm 3, cellulose according to claim 8.
【請求項10】金属の選択的分離に用いられる、請求項
1〜9のいずれか一項に記載のセルロース。
10. The cellulose according to claim 1, which is used for selective separation of a metal.
【請求項11】金属が重金属である、請求項10記載の
セルロース。
11. The cellulose according to claim 10, wherein the metal is a heavy metal.
【請求項12】金属が含まれている溶液と、請求項1〜
9のいずれか一項に記載のセルロースとを接触させる工
程を含んでなる、金属を選択的に分離する方法。
12. A solution containing a metal, wherein the solution contains a metal.
A method for selectively separating metals, comprising the step of contacting with cellulose according to any one of claims 9 to 9.
【請求項13】金属が重金属である、請求項12記載の
方法。
13. The method according to claim 12, wherein the metal is a heavy metal.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007122720A1 (en) * 2006-04-21 2007-11-01 Kazuhiro Niisawa Method of metal recovery
JP2008105025A (en) * 2006-09-29 2008-05-08 Kurita Water Ind Ltd Toxic substance collecting material, method for producing the same and method for treating toxic substance
JP2008200651A (en) * 2007-02-22 2008-09-04 Kyushu Univ Method for recovering harmful ion
JP2010253453A (en) * 2009-04-28 2010-11-11 Kochi Prefecture Oxyacid ion adsorbent, method of producing the same, and method of using the same
JP2010254841A (en) * 2009-04-27 2010-11-11 Nippon Filcon Co Ltd Metal-adsorptive sintered porous body and method for producing the same
JP2010253454A (en) * 2009-04-28 2010-11-11 Kochi Prefecture Method of producing oxyacid ion adsorbent, oxyacid ion adsorbent, and method of using the same
RU2471721C1 (en) * 2011-07-05 2013-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method of modifying cellulose-based sorbents
JP2013091062A (en) * 2007-10-16 2013-05-16 Kochi Prefecture Ion sorbent material
RU2495830C1 (en) * 2012-04-28 2013-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007122720A1 (en) * 2006-04-21 2007-11-01 Kazuhiro Niisawa Method of metal recovery
JP2008105025A (en) * 2006-09-29 2008-05-08 Kurita Water Ind Ltd Toxic substance collecting material, method for producing the same and method for treating toxic substance
JP2008200651A (en) * 2007-02-22 2008-09-04 Kyushu Univ Method for recovering harmful ion
JP2013091062A (en) * 2007-10-16 2013-05-16 Kochi Prefecture Ion sorbent material
JP2010254841A (en) * 2009-04-27 2010-11-11 Nippon Filcon Co Ltd Metal-adsorptive sintered porous body and method for producing the same
JP2010253453A (en) * 2009-04-28 2010-11-11 Kochi Prefecture Oxyacid ion adsorbent, method of producing the same, and method of using the same
JP2010253454A (en) * 2009-04-28 2010-11-11 Kochi Prefecture Method of producing oxyacid ion adsorbent, oxyacid ion adsorbent, and method of using the same
RU2471721C1 (en) * 2011-07-05 2013-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method of modifying cellulose-based sorbents
RU2495830C1 (en) * 2012-04-28 2013-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions

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