TW201840486A - 重金屬吸附劑 - Google Patents

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Abstract

本發明之重金屬吸附劑係由二氧化矽與氧化鎂經一體複合化之二氧化矽氧化鎂複合粒子所構成，利用壓汞法所測定之細孔直徑3.5～10.0nm下之細孔容積為0.26～0.50mL/g，3.5～5000.0nm下之細孔容積為1.30～2.50mL/g之範圍，且壓縮強度為1.5MPa以上。本發明之重金屬吸附劑係廉價，不含鋁，對於流水中的重金屬、尤其對於鉛之除去性能高。

Description

重金屬吸附劑
本發明係關於重金屬吸附劑，更詳細而言，係關於對於鉛之吸附性優異，同時進一步適合使用作為淨水材之重金屬吸附劑。
以往，作為吸附鉛等之重金屬吸附劑，已知：非晶質矽酸鈦化合物、X型沸石、A型沸石等(參照專利文獻1)。 在這樣的重金屬吸附劑中，非晶質矽酸鈦化合物具有相當高價的問題。另一方面，沸石系者由於包含鋁而有鋁溶出的問題。因此，例如作為淨水器的過濾器之使用受到限制。
又，報告指出二氧化矽氧化鎂製劑和鎂表面處理二氧化矽凝膠粒子係對於鐵等重金屬之吸附能力優異(參照專利文獻2、3)。此等二氧化矽氧化鎂製劑等之價格非常廉價，不含鋁，且重金屬之飽和吸附量亦優異。然而，該吸附劑具有在流水中之重金屬除去性能極低的缺點。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]WO2004/039494 [專利文獻2]日本特開2005-8676號 [專利文獻3]日本特開2015-178064號
[發明所欲解決之課題]
因此，本發明之目的係提供一種重金屬吸附劑，其廉價，不含鋁，對於流水中的重金屬、尤其對於鉛之除去性能高。 本發明之其它目的係提供一種重金屬吸附劑，其除去性能特別高，因此亦可適合使用作為淨水器的過濾器。 此外，在本說明書中，只要沒有特別記載，除去性能即為貫穿壽命。貫穿係指吸附劑達飽和而失去吸附能力，吸附對象在未被吸附的狀態下通過吸附劑之狀態。又，貫穿壽命係指巨觀來看直到一定比例以上的貫穿發生為止之期間。在本案係設為過濾水的重金屬濃度大於試料水的20%之時間點。吸附劑若超過貫穿壽命，則其性能降低，變得無法充分地除去重金屬。亦即，貫穿壽命長係意指吸附劑的除去性能高。 [用以解決課題之手段]
本發明者等針對廉價的二氧化矽氧化鎂系製劑之重金屬吸附能力進行探討。其結果為發現：藉由將該製劑在300～830℃之溫度下進行鍛燒，不但對於鉛之飽和吸附量提升，其除去性能亦明顯提升，繼而完成本發明。
根據本發明，可提供一種重金屬吸附劑，其特徵為：由二氧化矽與氧化鎂經一體複合化之二氧化矽氧化鎂複合粒子所構成，利用壓汞法所測定之細孔直徑3.5～10.0nm下之細孔容積為0.26～0.50mL/g，3.5～5000.0nm下之細孔容積為1.30～2.50mL/g之範圍，且壓縮強度為1.5MPa以上。
在本發明之重金屬吸附劑中，係以下述(1)、(2)、(3)為較佳。 (1)以下述式所示之質量比R成為1.3～3.0之範圍含有二氧化矽成分與氧化鎂成分： R＝Sm[質量%]/Mm[質量%] 式中， Sm為SiO2 換算下之二氧化矽成分的含量， Mm為MgO換算下之氧化鎂成分的含量； (2)針對3g的前述重金屬吸附劑與50g的活性碳之混合物，使用鉛濃度為0.05mg/L的試料水，在過濾流量3L/min中，根據JIS S-3201家庭用淨水器試驗方法來進行溶解性鉛過濾能力試驗時，過濾水的鉛濃度大於試料水的20%為止之過濾水量，係每1g的前述重金屬吸附劑為250L以上； (3)使用於淨水材。
根據本發明，又可提供一種淨水材，其特徵為以每100質量份的活性碳為1～30質量份之量含有前述重金屬吸附劑。
又，根據本發明，可提供一種淨水器，其特徵為組裝有使用前述重金屬吸附劑之淨水材。
再者，根據本發明，可提供一種淨水器，其特徵為組裝有前述淨水材。 [發明效果]
本發明之重金屬吸附劑不但廉價，尤其對於鉛之吸附能力亦高。例如對於鉛之飽和吸附量係相較於以往周知的二氧化矽氧化鎂製劑亦為同等以上，尤其貫穿壽命高達約2倍以上。 而且，該重金屬吸附劑係由二氧化矽與氧化鎂經一體複合化之二氧化矽氧化鎂複合粒子所構成，不含有鋁，因此亦無鋁溶出的問題。 再者，該重金屬吸附劑因粒子強度高而難以粒子崩解。因此，難以發生起因於粒子崩解之性能降低(例如崩解粒子所致之過濾器的部分阻塞所伴隨之短通道(short pass)的產生等)，即使例如在流水中亦可在長時間內發揮吸附性能。
因此，本發明之重金屬吸附劑尤其適合作為使用於自來水系統等之淨水材。再者，混合本發明之重金屬吸附劑與其它吸附劑之淨水材，極適合作為淨水器的過濾器。
＜重金屬吸附劑＞ 本發明之重金屬吸附劑係由二氧化矽與氧化鎂(magnesium oxide；magnesia)經一體複合化之二氧化矽氧化鎂複合粒子所構成。二氧化矽氧化鎂複合粒子係二氧化矽與氧化鎂未介隔伴隨原子的重組或交換之化學鍵，個別的微粒緊密地接觸。亦即，二氧化矽與氧化鎂並未在物理上分離，本發明之二氧化矽氧化鎂複合粒子，和單純的二氧化矽與氧化鎂之混合物截然不同。 又，該二氧化矽氧化鎂複合粒子並非二氧化矽與氧化鎂之單純的混合物一事，係如後述的實施例所示，可從本發明之吸附劑的鉛吸附性能比二氧化矽(比較例1)及氧化鎂(比較例2)之任一者更顯著優異來理解。
構成本發明之重金屬吸附劑的二氧化矽氧化鎂複合粒子，係利用壓汞法所測定之細孔直徑3.5～10.0nm下之細孔容積為0.26～0.50mL/g，3.5～5000.0nm下之細孔容積為1.30～2.50mL/g之範圍。具有這樣的細孔容積之二氧化矽氧化鎂複合粒子，係利用藉由所謂鍛燒之熱處理而使二氧化矽與氧化鎂進行一體複合化所得者。在這一點上，例如專利文獻2、3所揭示之未鍛燒的二氧化矽氧化鎂與本發明之二氧化矽氧化鎂複合粒子係明確地不同。以下，有將該二氧化矽氧化鎂複合粒子稱為二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子之情形。 例如本發明之二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子係細孔直徑3.5～5000.0nm下之細孔容積與未鍛燒品相同等級。另一方面，相較於未鍛燒品，細孔直徑3.5～10.0nm下之細孔容積係相當大。
相較於未鍛燒品，前述二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子係對於流水中的重金屬、尤其對於鉛之除去性能高。茲認為這是因為：直徑為3.5～10.0nm之大小的細孔係大大地有助於鉛之吸附。亦即，由於該細孔直徑下之細孔容積大，因此對於鉛之飽和吸附量變大。又，這樣的大小之細孔與含有鉛之液體的接觸時間亦變長，以結果而言貫穿壽命亦明顯提升。
貫穿壽命可例如以如下的方式進行評價。亦即，針對混合3g的前述重金屬吸附劑與50g的活性碳所得之混合物，使用鉛濃度為0.05mg/L的試料水，在過濾流量3L/min中，根據JIS S-3201家庭用淨水器試驗方法來進行溶解性鉛過濾能力試驗。測定通過混合物之過濾水的鉛濃度大於試料水的20%為止之過濾水量。該過濾水量愈多，對於重金屬之除去性能愈優異。每1g的本發明之重金屬吸附劑之過濾水量係250L以上。另一方面，每1g的未鍛燒品之過濾水量係約170L。亦即，相較於未鍛燒品，本發明之重金屬吸附劑的貫穿壽命大幅度地長。 又，本發明之重金屬吸附劑的對於鉛之飽和吸附量，性能最高者為1.7mmol/g以上，而未鍛燒品僅止於1.5mmol/g左右。
再者，本發明之二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子與為鍛燒品一事相關聯，壓縮強度為1.5MPa以上，較佳為2.0MPa以上，更佳為2.5MPa以上。亦即，藉由鍛燒而發生粒子的收縮，以結果而言壓縮強度提升。 壓縮強度若為1.5MPa以下，則有粒子崩解之虞。又，使用含有這樣的二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子之淨水材的過濾器，有因崩解的粒子導致部分阻塞而產生差壓，吸附性能發生不均之虞；或壓力損失提高而無法得到所欲過濾流量之虞。 附帶一提，根據專利文獻2等，以往周知的二氧化矽氧化鎂複合未鍛燒粒子之壓縮強度係1.3MPa左右，相較於本發明為相當低。 另一方面，壓縮強度過高係意指進行了必要程度以上的鍛燒。此時，所得之二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子未顯示前述之細孔分布，對於重金屬、尤其對於鉛之飽和吸附量和貫穿壽命等吸附性能降低。因此，在本發明中，該壓縮強度係以抑制為10.0MPa以下，較佳為5.0MPa以下，更佳為4.7MPa以下為較佳。
在本發明中，前述二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子之壓縮強度提升，係意指粒子難以崩解，可有效地避免粒子的崩解所致之重金屬吸附劑的性能降低。 如後述的實施例所示，將二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子投入一定量的水而進行超音波分散時，當壓縮強度為2.5MPa時，超音波分散後的體積平均粒徑(藉由雷射繞射散射法所測定之中徑)係超音波分散前之約68%；當壓縮強度為4.7MPa時，係超音波分散前之約80%。相對於此，若針對未鍛燒粒子進行同樣的試驗，則體積平均粒徑係降低為超音波分散前之約30%。因此，本發明之二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子可抑制平均粒徑的降低，亦即，可有效地抑制粒子崩解。 如此，在本發明中，使用作為重金屬吸附劑之二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子非常難以崩解。因此，當混合該二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子與其它吸附劑來使用時，可有效地防止混合操作中之起因於粒子崩解的性能降低。又，當在流水中使用時，亦可有效地避免粒子崩解所致之性能降低，在長時間內，安定地發揮對於重金屬之吸附性能。
再者，使用作為重金屬吸附劑之前述二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子，一般而言係將以下述式所示之質量比R： R＝Sm[質量%]/Mm[質量%] 式中， Sm為SiO2 換算下之二氧化矽成分的含量， Mm為MgO換算下之氧化鎂成分的含量； 亦即R係以二氧化矽與氧化鎂之一體複合化的程度高，可抑制粒子崩解的觀點來看，為0.1～50之範圍含有，較佳為以成為1.3～3.0之範圍含有，進一步更佳為以成為1.5～2.5之範圍含有二氧化矽成分與氧化鎂成分。亦即，當二氧化矽與氧化鎂之質量比為上述範圍時，兩成分可均衡地分布而一體複合化，發揮對於重金屬而言安定且均勻的吸附性能。
該二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子不同於沸石，未包含鋁。因此，將其使用作為淨水材時，不會產生鋁溶出之問題。 又，與為鍛燒物一事相關聯，其燒失量(1000℃×30分鐘，150℃乾燥基準)為10質量%以下。 燒失量係對應於SiOH基量，該燒失量愈大則於二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子殘存愈多SiOH基。如後述，由於推測伴隨鍛燒所致之SiOH基的脫水縮合，粒子的細孔分布和壓縮強度會有變化，因此燒失量係表示鍛燒的程度之指標。因此，從將二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子之細孔分布設為前述的範圍，並且表示在壓縮強度會變高的條件(例如鍛燒溫度、鍛燒時間)下鍛燒的觀點來看，雖然亦會因上述質量比R等條件而異，但燒失量係以4.0～8.2質量%為較佳，4.5～7.6質量%為更佳。
＜重金屬吸附劑(二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子)之製造＞ 上述二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子係將(A)二氧化矽(silicon dioxide；silica)與(B)氧化鎂(magnesium oxide；magnesia)或氧化鎂水合物在水分的存在下均勻地混合來調製水性漿液，其次進行熟化，進一步除去水分，接著進行鍛燒，藉此製造。
亦即，藉由在水分的存在下，例如在水中之均勻混合，原料之一的(A)二氧化矽會微粒化直到膠體粒子或細微凝聚粒子(1次或2次粒子)為止。原料之另一者的(B)氧化鎂若投入水中進行攪拌或粉碎則幾乎不會溶解，然而藉由氧化鎂粒子表面之局部的水合，其結晶(或重新生成之水合物的結晶)之至少一部分會崩解或剝離，成為由氧化鎂及/或氧化鎂水合物所構成之微粒而分散於水中(進行微粒化)。
在熟化步驟中，若從此等微粒均勻分散之水性漿液除去水分，固體成分濃度上升，則(A)二氧化矽之粒子與(B)氧化鎂之粒子會慢慢或急遽地接近，未伴隨會伴隨原子的交換或重組之化學鍵，臻至一體複合化之形態(完成一體複合化)。亦即，本發明之二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子係以物理手段而不分離的方式經一體化之結構。
為了製造上述本發明之重金屬吸附劑，使用(A)二氧化矽與(B)氧化鎂或氧化鎂水合物作為原料。此等在日本均認可為食品製造用的過濾助劑或吸附劑。因此，不會因使用此等而限制用於精製食品之用途。
當使用例如氫氧化鎂、氯化鎂、硫酸鎂、硝酸鎂等粒子來取代(B)氧化鎂之粒子作為原料時，無法充分地微粒化。再者，(A)二氧化矽之粒子與鎂成分在水中接觸時、及/或進行鍛燒時，有與(A)二氧化矽之粒子之間產生伴隨原子的交換或重組之化學鍵之虞。當在本發明之原料的(B)氧化鎂之粒子中，產生這樣的化學鍵時，有無法形成本發明之重金屬吸附劑所特有的細孔結構之情形，因此尤其以使用氧化鎂為較佳。
又，作為二氧化矽(A)及氧化鎂或氧化鎂水合物(B)，係以選擇容易進行前述微粒化者為佳。 例如作為二氧化矽，係以非晶質的含水二氧化矽為較佳，亦可為利用凝膠法及沉降法之任一者所製造者。又，該二氧化矽之粒子較佳為一次粒子小，以比表面積為40m2 /g以上、尤其140m2 /g以上為較佳。 又，作為氧化鎂或氧化鎂水合物，係以微晶小且尚未進行經時之碳酸化者為較佳。例如使用比表面積為2m2 /g以上，較佳為20m2 /g以上，特佳為50m2 /g以上的氧化鎂粉末。
調製上述水性漿液時，(A)二氧化矽及(B)氧化鎂或氧化鎂水合物之使用量係以分別成為前述質量比R預定之範圍的方式來設定。
一體複合化的程度係因吸附劑中的二氧化矽成分與氧化鎂成分之質量比R而異。例如質量比為2附近，較佳為1.3～3.0者，係適合二氧化矽成分與氧化鎂成分進行一體複合化。因此，如後述的實施例所示，可得到一體複合化的程度非常高，對於流水中的重金屬、尤其對於鉛之除去性能高的二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子。
在水性漿液之調製中，各原料(A)、(B)和水的投入順序等並未限制，惟若發生凝聚或凝膠化現象(增黏)，則有妨礙前述微粒化或一體複合化的進行之虞。因此，水性漿液的固體成分濃度係以低者為較佳。另一方面，從生產性或經濟性的觀點來看，固體成分濃度係以高者為佳。因此，固體成分濃度係以3～15質量%、尤其8～13質量%為較佳。
又，上述經由均勻混合之水性漿液的調製及接著進行的熟化，通常是在具備攪拌翼的攪拌槽中在攪拌下進行，而亦可在經由濕式球磨機或膠體磨機之粉碎或分散下進行。 又，這樣的均勻混合及熟化，為了使粒子彼此的一體複合化在短時間內結束而以在加熱下進行為較佳，惟加熱溫度若高則發生凝膠化，複合粒子容易變得不均勻。因此，該加熱溫度通常在100℃以下進行，而以在50～97℃下進行為較佳，在50～79℃下進行為特佳。又，例如藉由耗費0.5小時以上，尤其1～24小時，更佳為3～10小時左右來進行均勻混合及熟化，可得到包含二氧化矽粒子與氧化鎂粒子經一體複合化之粒狀物的水性漿液。
熟化後之水分除去可藉由使用噴霧乾燥機或漿液乾燥機等之蒸發乾燥來進行。又，亦可在藉由過濾或離心分離等手段進行某種程度的脫水後，使用箱形乾燥機、帶式乾燥機、流動層乾燥機等來進行乾燥。乾燥係以在110～200℃之範圍的溫度下進行為較佳。此時，發生(B)氧化鎂水合物的脫水，除去一部分或全部的水合水。
如上述般進行，例如藉由脫水而能以顆粒狀、粉狀、餅狀或團塊狀得到至少一部分的二氧化矽粒子及氧化鎂粒子經緊密地一體複合化之水分含有率10質量%以下的二氧化矽氧化鎂複合粒子。此等可在因應需要而進行粉碎及分級、或成形後，在鍛燒爐中進行鍛燒，藉此得到二氧化矽粒子與氧化鎂粒子經一體複合化之複合鍛燒粒子。
上述粉碎可藉由其本身周知的乾式粉碎法來進行。例如可使用如霧化器(atomizer)之衝擊式粉碎機、或乾式球磨機、輥磨機、噴射磨機等來進行。 又，上述分級可使用通常的乾式分級機，藉由重力分級、離心分級、慣性分級等來進行。 藉由這樣的粉碎及分級，例如能以小於5μm的微粒含有率為20體積%以下的粉末之形式，得到未進行經由鍛燒之加熱處理的二氧化矽氧化鎂複合粒子。
又，上述成形可利用轉動造粒、流動層造粒、攪拌造粒、碎解造粒、壓縮造粒、擠壓造粒等任意的方法來進行。一般而言，係以粒子不會變得太硬，並且具有不會輕易粉化的程度之強度的方式成形為較佳。 藉由這樣的成形，例如可得到：直徑為5μm～5mm之球狀、長徑為5μm～5mm之橢圓球狀、或直徑為0.5mm以上且軸長為50mm以下之圓柱形狀的未鍛燒二氧化矽氧化鎂複合粒子。
作為未進行經由鍛燒之加熱處理的二氧化矽氧化鎂複合粒子，例如經由水澤化學工業股份有限公司而以「Mizukalife」之商品名販售於市面。在本發明中，例如如後述的實施例所示，可藉由鍛燒水澤化學工業股份有限公司製「Mizukalife」，得到二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子。
在本發明中，為了使用二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子作為重金屬吸附劑，將上述鍛燒在300～830℃，較佳為400～800℃，進一步更佳為400～750℃，特佳為550～750℃之溫度下進行係屬重要。藉由在這樣的溫度下之鍛燒，可得到具有前述細孔分布與壓縮強度之二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子。亦即，茲認為藉由該鍛燒，很有可能發生存在於未鍛燒粒子的內部之SiOH基的一部分的脫水縮合而發生細孔徑的變動，以其結果而言，有助於重金屬(尤其是鉛)之吸附的細孔直徑3.5～10.0nm之細孔容積增大為前述範圍。又，藉由鍛燒而發生粒子之收縮的結果，壓縮強度升高為前述範圍。
鍛燒溫度小於上述範圍的鍛燒粒子，細孔直徑3.5～10.0nm下之細孔容積小於前述範圍。其結果為所得之鍛燒粒子未顯現如本發明之對於鉛之吸附性能，壓縮強度低，易於崩解。此外，關於僅單純藉由乾燥來除去水分之未鍛燒粒子，亦為相同結果。 當鍛燒溫度大於上述範圍時，由於粒子之收縮的程度大，因此壓縮強度更高，可抑制粒子崩解。另一方面，因細孔之壓壞而減少細孔容積、尤其細孔直徑3.5～10.0nm下之細孔容積，結果發生飽和吸附量降低、貫穿壽命變短等吸附性能之降低。
在本發明中，如上述的鍛燒係以細孔直徑3.5～10.0nm下之細孔容積成為前述範圍內的方式進行。例如進行在上述溫度下之鍛燒0.5～5小時，較佳為2～4小時即可。
如此所得之複合鍛燒粒子(即本發明之重金屬吸附劑)係以顆粒狀、粉狀、餅狀或團塊狀來得到，造粒為適當的大小之粒子，使用作為重金屬吸附劑。 作為造粒手段，可藉由噴霧造粒、轉動造粒等周知的手段來進行。若於粒子施加較大的負荷，則有細孔分布成為前述範圍外之情形，因此較佳為盡可能不造成負荷的手段，例如以噴霧造粒為特佳。
在本發明中，二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子係二氧化矽成分與氧化鎂成分彼此未游離而緊密地一體複合化，因此通常其懸浮液的pH係6.0～10.0之範圍。
在本發明中，從可安定地吸附重金屬的觀點來看，二氧化矽氧化鎂複合鍛燒粒子係以利用氮氣吸附法所測定之BET比表面積為100m2 /g以上為較佳，進一步更佳為400m2 /g以上，特佳為500m2 /g以上。
本發明之重金屬吸附劑對於鉛、錳、鉻、鎳、釩、銅、鐵等重金屬，尤其對於鉛之吸附性能優異。再者，由於不含有鋁而無鋁溶出的問題。因此，尤其適合使用作為淨水材。
又，由於粒子強度高，難以發生粒子崩解，因此當與活性碳、及/或其它吸附劑混合使用時，亦不會發生粒子崩解所致之性能降低，可安定地發揮吸附性能。因此，適合作為淨水材配置於流水中來使用之用途。尤其最適合與對於各種有機物或鹵化物之吸附性優異的活性碳、及/或其它吸附劑混合使用。
如此，當與活性碳混合而使用作為淨水材時，一般而言係以每100質量份的活性碳為1～30質量份之量使用本發明之重金屬吸附劑。尤其因為本發明之重金屬吸附劑為廉價而可有效地使用作為淨水材，使用本發明之重金屬吸附劑或使用該重金屬吸附劑與活性碳之組合的淨水材，係適合作為淨水器，尤其適合作為家庭用淨水器之濾筒形式的過濾器。
作為其它吸附劑，並無特別限制，而例如可列舉：矽酸鈦化合物、矽酸鎂等各種矽酸鹽；A型沸石、X型沸石等各種沸石；海泡石、鎂鋁海泡石、碳鈉鋁石、蒙脫石、水滑石等各種黏土；各種離子交換樹脂；等。
本發明之重金屬吸附劑係如上所述，由認可作為食品添加物的二氧化矽及氧化鎂經一體複合化之二氧化矽氧化鎂複合粒子所構成，可有效地適用於精製食品之用途。例如可基於從因重複使用而劣化，銅或鐵等重金屬之含量增加之油炸油除去前述重金屬之目的來使用。又，同樣地可基於藉由從大量包含重金屬之魚貝類萃取物或家畜肉類萃取物等濃縮調味液的原料或熬煮的湯除去重金屬，抑制加熱濃縮時之褐化反應(梅納反應)，防止風味或營養價值的降低之目的等各種目的來有效地使用。又，對於藉由從食品以外之廣泛且有用的液狀物等吸附除去作為雜質之重金屬而進行精製之目的，亦可有效地使用。
又，本發明之重金屬吸附劑係飽和吸附量高，重金屬吸附後之溶出抑制優異。因此，對於焚化灰渣、下水污泥、土壤等重金屬所污染之被處理物，使用本發明之重金屬吸附劑作為重金屬不溶化材亦為有效。 [實施例]
藉由以下的實驗例來說明本發明之優異效果。
(1)細孔容積 使用Micromeritics公司製AutoPore IV 9500而利用壓汞法來進行測定。細孔直徑為3.5～10.0nm下之細孔容積係藉由20000～60000psia之壓入量來求出；細孔直徑為3.5～5000.0nm下之細孔容積係藉由30～60000psia之壓入量來求出。
(2)壓縮強度 使用島津製作所(股)製微小壓縮試驗機MCT-510來測定各重金屬吸附劑20點的粒子之壓縮強度，將中間値作為重金屬吸附劑之壓縮強度。
(3)飽和吸附量 調製鉛濃度為2000ppm的試料水(硝酸鉛(II)水溶液)。於1L的該試料水添加2.5g的重金屬吸附劑，利用硝酸溶液將pH調整為4～5。將所得之混合液攪拌一晩，藉由過濾來除去重金屬吸附劑。使用Hitachi High-Tech Science(股)製ZA3000藉由火焰原子吸收光譜法來測定濾液的鉛濃度。從試驗前後的鉛濃度算出重金屬的吸附量，作為飽和吸附量。
(4)貫穿壽命 混合3g的重金屬吸附劑與50g的活性碳來作成淨水材，組裝至淨水器。根據JIS S-3201(家庭用淨水器試驗方法-溶解性鉛過濾能力試驗)，調製鉛濃度為0.05mg/L的試料水(硝酸鉛(II)水溶液)，通過上述淨水器。試料水之流量設為3L/min(線速度LV＝2.5cm/s)。求出過濾水的鉛濃度大於試料水的20%為止所需要的過濾水量(L/g)，評價貫穿壽命。
(5)平均粒徑之保持率 使用Malvern公司製的附有超音波分散功能之雷射繞射散射式粒度分布測定機Mastersizer 3000，評價經由超音波分散之水中崩解性。從測定前之分散(分散時間180秒鐘)中設為超音波強度0%(無超音波分散)所測定之中徑Dn、與設為超音波強度100%所測定之中徑Dus，藉由下述式算出平均粒徑之保持率(%)： ΔD＝Dus/Dn×100 式中， ΔD：平均粒徑之保持率 Dus：超音波分散後之體積平均粒徑 Dn：超音波分散前之體積平均粒徑。
(6)燒失量 燒失量(質量%)係將在150℃下乾燥2小時之重金屬吸附劑在1000℃下鍛燒30分鐘後，放置冷卻，根據鍛燒前之質量與因鍛燒而減少之質量來求出。
針對下述實施例及比較例所示之重金屬吸附劑，將物性及重金屬吸附試驗結果示於表1。
(比較例1) 使用水澤化學工業(股)製二氧化矽Mizukasorb C-1作為重金屬吸附劑。
(比較例2) 使用神島化學工業(股)製氧化鎂Starmag U作為重金屬吸附劑。
(比較例3) 使用水澤化學工業(股)製二氧化矽氧化鎂製劑Mizukalife F-1G(R＝2.1)作為重金屬吸附劑。
(實施例1) 將比較例3所使用之二氧化矽氧化鎂製劑在550℃下鍛燒4小時，使用作為重金屬吸附劑。
(實施例2) 將比較例3所使用之二氧化矽氧化鎂製劑在750℃下鍛燒2小時，使用作為重金屬吸附劑。
(比較例4) 將比較例3所使用之二氧化矽氧化鎂製劑在900℃下鍛燒2小時，使用作為重金屬吸附劑。
【表1】
無

Claims (7)

  1. 一種重金屬吸附劑，其特徵為：由二氧化矽與氧化鎂經一體複合化之二氧化矽氧化鎂複合粒子所構成，利用壓汞法所測定之細孔直徑3.5～10.0nm下之細孔容積為0.26～0.50mL/g，3.5～5000.0nm下之細孔容積為1.30～2.50mL/g之範圍，且壓縮強度為1.5MPa以上。
  2. 如請求項1之重金屬吸附劑，其中，以下述式所示之質量比R成為1.3～3.0之範圍含有二氧化矽成分與氧化鎂成分： R＝Sm[質量%]/Mm[質量%] 式中， Sm為SiO2 換算下之二氧化矽成分的含量， Mm為MgO換算下之氧化鎂成分的含量。
  3. 如請求項1之重金屬吸附劑，其中，針對3g的該重金屬吸附劑與50g的活性碳之混合物，使用鉛濃度為0.05mg/L的試料水，在過濾流量3L/min中，根據JIS S-3201家庭用淨水器試驗方法來進行溶解性鉛過濾能力試驗時，過濾水的鉛濃度大於試料水的20%為止之過濾水量，係每1g的該重金屬吸附劑為250L以上。
  4. 如請求項1之重金屬吸附劑，其中，使用於淨水材。
  5. 一種淨水材，其特徵為以每100質量份的活性碳為1～30質量份之量含有如請求項4之重金屬吸附劑。
  6. 一種淨水器，其特徵為組裝有使用如請求項4之重金屬吸附劑的淨水材。
  7. 一種淨水器，其特徵為組裝有如請求項5之淨水材。
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