TWI754088B - 陰離子性物質之吸附劑、陰離子性物質之吸附劑之製造方法、陰離子性物質之吸附劑之製造裝置及陰離子性物質之回收方法 - Google Patents

陰離子性物質之吸附劑、陰離子性物質之吸附劑之製造方法、陰離子性物質之吸附劑之製造裝置及陰離子性物質之回收方法 Download PDF

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Abstract

本發明係一種磷酸系陰離子性物質之吸附劑，其含有發泡玻璃，利用XPS分析所得之吸附劑表面之Ca2p濃度為7.5原子%以上或Na1s濃度為5.0原子%以下，Si2p峰之半值寬為2.4 eV以上。又，吸附劑較佳為利用汞滲法所得之比表面積為45 m2 /g以上或孔隙體積為2.5 cm3 /g以上。

Description

陰離子性物質之吸附劑、陰離子性物質之吸附劑之製造方法、陰離子性物質之吸附劑之製造裝置及陰離子性物質之回收方法
本發明係關於一種陰離子性物質之吸附劑、陰離子性物質之吸附劑之製造方法、陰離子性物質之吸附劑之製造裝置及陰離子性物質之回收方法。
自先前以來，業界一直尋求產業上所產生之陰離子性物質(磷酸根離子、氟、硼酸等)之回收技術。例如，磷係對農產品之生長而言必需之元素，磷酸自先前以來一直用作肥料。若如此用作肥料等之磷酸以磷酸根離子之形式混入排水中並流入封閉性水域，則該水域中會產生富營養化，由於該現象，導致生態系統產生變化。由於此種生態系統之變化，導致產生水道受害或漁業受害，該等成為問題。
另一方面，磷酸一般以磷礦石為原料而製造，但磷礦石之儲藏量有限，指出於不遠之將來磷礦石枯竭之可能性。因此，為解決由磷酸所導致之水道受害或漁業受害之問題，並且有效獲得磷資源，需要自排水等含有磷酸之溶液中回收磷酸之技術。
另一方面，在日本，一年間超過100萬噸之使用過之玻璃未被再利用 而藉由填埋等被廢棄處理。特別是，製作玻璃家電製品或後視鏡等汽車玻璃時，產生大量廢棄玻璃。又，預想今後亦會因太陽電池板(solar panel)等玻璃製品之廢棄而產生更大量之廢棄玻璃。該等廢棄玻璃被填埋處理，但由於填埋處理，會顧慮土壤污染問題、或將來廢棄物處理場之建設問題等。該廢棄物問題成為當今社會問題，需要找出廢棄玻璃之新的有效利用法。
於此種情況下，作為用於利用廢棄玻璃且回收磷酸之技術，專利文獻1中提出有一種磷酸根離子吸附劑之製造方法，其具備於使發泡玻璃浸漬於鹼性溶液中之狀態下，於加壓下以110℃以上之溫度進行2小時以上之加熱處理之步驟。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2011-161398號公報
然而，關於藉由專利文獻1中所記載之方法而製造之陰離子性物質之吸附劑，陰離子性物質之吸附能力尚不充分，具有改善之餘地。又，於專利文獻1中所記載之方法中，製造需2小時以上之長時間，成為工業問題。特別是於最大限度地使用磷酸根離子吸附能力之情形時，需要6小時以上，而需要極大之製造成本。
本發明係鑒於以上實際情況而成者，其目的在於提供一種陰離子性物質之吸附能力優異之陰離子性物質之吸附劑、其製造方法、陰離子性物質之吸附劑之製造裝置。又，本發明之目的在於提供一種陰離子性物質之回收方法。
本發明者等人發現，藉由調整陰離子性物質之吸附劑表面之Ca濃度、Na濃度或SiOX(X係氫、鈉、鈣等)之量，可調節優異之陰離子性物質之吸附能力。又，本發明者等人發現，藉由於鹼性溶液中將發泡玻璃於高溫下進行鹼處理或於高加壓下進行處理，可以更短時間獲得具有較高之磷酸根離子吸附能力之陰離子性物質之吸附劑(以下，有時僅稱為「吸附劑」)，從而完成本發明。更具體而言，本發明提供以下者。
(1)一種陰離子性物質之吸附劑，其含有發泡玻璃，利用XPS分析所得之吸附劑表面之Ca2p濃度為7.5原子%以上或Na1s濃度為5.0原子%以下，Si2p峰之半值寬為2.4eV以上，且使用3000mg/L之磷酸根離子溶液將上述吸附劑於25℃下攪拌2小時之情況下，藉由吸光光度法算出之磷酸根離子可吸附量為60mg/g以上。
(2)如(1)之吸附劑，其利用汞滲法所得之比表面積為45m2/g以上或孔隙體積為2.5cm3/g以上。
(3)如(1)或(2)之吸附劑，其比重為0.53g/mL以下。
(4)一種陰離子性物質之吸附劑之製造方法，其具有將發泡玻璃材料於以1莫耳/L以上之量含有鹼金屬氫氧化物且為140℃以上之鹼性溶液中歷經特定時間進行處理之步驟，且以使用3000mg/L之磷酸根離子溶液將上述吸附劑於25℃下攪拌2小時之情況下，藉由吸光光度法算出之磷酸根離子可吸附量成為40mg/g以上之方式，選擇鹼金屬氫氧化物濃度、溫度、及時間。
(5)如(4)之方法，其中上述特定時間為1.5小時以內。
(6)如(4)或(5)之方法，其中上述發泡玻璃材料係利用含有碳酸鈣之發泡劑發泡者。
(7)一種陰離子性物質之吸附劑之製造裝置，其具備將發泡玻璃材料於以1莫耳/L以上之量含有鹼金屬氫氧化物且為140℃以上之鹼性溶液中歷經特定時間進行處理之機構，且以使用3000mg/L之磷酸根離子溶液將上述吸附劑於25℃下攪拌2小時之情況下，藉由吸光光度法算出之磷酸根離子可吸附量成為40mg/g以上之方式，調節鹼金屬氫氧化物濃度、溫度、及時間。
(8)一種陰離子性物質之吸附劑，其含有發泡玻璃，利用XPS分析所得之吸附劑表面之Ca2p濃度為3.0原子%以上或Na1s濃度為8.5原子%以 下，Si2p峰之半值寬為2.4eV以上，且使用1000mg/L之氟化物離子溶液將上述吸附劑於25℃下攪拌2小時之情況下，藉由比色法算出之氟化物離子可吸附量為10mg/g以上。
(9)如(8)之吸附劑，其利用汞滲法所得之比表面積為15m2/g以上或孔隙體積為1.5cm3/g以上。
(10)如(8)或(9)之吸附劑，其比重為0.65g/mL以下。
(11)一種陰離子性物質之吸附劑之製造方法，其具有將發泡玻璃材料於以1莫耳/L以上之量含有鹼金屬氫氧化物且為125℃以上之鹼性溶液中歷經特定時間進行處理之步驟，且以使用1000mg/L之氟化物離子溶液將上述吸附劑於25℃下攪拌2小時之情況下，藉由比色法算出之氟化物離子可吸附量成為10mg/g以上之方式，選擇鹼金屬氫氧化物濃度、溫度、及時間。
(12)如(11)之方法，其中上述特定時間為2小時以內。
(13)如(11)或(12)之方法，其中上述發泡玻璃材料係利用含有碳酸鈣之發泡劑發泡者。
(14)一種陰離子性物質之吸附劑之製造裝置，其具備將發泡玻璃材料於以1莫耳/L以上之量含有鹼金屬氫氧化物且為125℃以上之鹼性溶液中歷 經特定時間進行處理之機構，且以使用1000mg/L之氟化物離子溶液將上述吸附劑於25℃下攪拌2小時之情況下，藉由比色法算出之氟化物離子可吸附量成為10mg/g以上之方式，調節鹼金屬氫氧化物濃度、溫度、及時間。
(15)一種陰離子性物質之回收方法，其具有使陰離子性物質吸附於如(1)至(3)、(8)至(10)之吸附劑或藉由如(4)至(6)、(11)至(13)中任一項之方法而製造之吸附劑之步驟。
(16)一種陰離子性物質吸附物，其係於如(1)至(3)、(8)至(10)之吸附劑或藉由如(4)至(6)、(11)至(13)中任一項之方法而製造之吸附劑上吸附有陰離子性物質者。
(17)一種粉碎物，其係如(16)之吸附物之粉碎物。
(18)一種陰離子性物質之再利用用吸附劑之製造方法，其具備使陰離子性物質自如(16)之吸附物脫附之步驟。
根據本發明，可提供一種陰離子性物質之吸附能力優異之陰離子性物質之吸附劑、其製造方法、陰離子性物質之吸附劑之製造裝置。又，根據本發明，可提供一種陰離子性物質之回收方法。
圖1係表示吸附劑表面之Ca2p濃度與磷吸附量之關係之圖表。
圖2係表示吸附劑表面之Na1s濃度與磷吸附量之關係之圖表。
圖3係表示發泡玻璃材料之XPS分析結果之圖表。
圖4係表示吸附劑(發泡玻璃)之XPS分析結果之圖表。
圖5係表示吸附劑之比表面積與磷吸附量之關係之圖表。
圖6係表示吸附劑之孔隙體積與磷吸附量之關係之圖表。
圖7係表示吸附劑之比重與磷吸附量之關係之圖表。
圖8係表示吸附劑之磷吸附處理時間與磷吸附量之關係之圖表。
圖9係表示鹼性溶液之NaOH濃度與磷吸附量之關係之圖表。
圖10係表示鹼性溶液之溫度與磷吸附量之關係之圖表。
圖11係表示高溫鹼處理之處理時間與磷吸附量之關係之圖表。
圖12係表示高加壓處理之處理壓力與磷吸附量之關係之圖表。
圖13係表示吸附劑表面之Ca2p濃度與氟吸附量之關係之圖表。
圖14係表示吸附劑表面之Na1s濃度與氟吸附量之關係之圖表。
圖15係表示吸附劑之比表面積與氟吸附量之關係之圖表。
圖16係表示吸附劑之孔隙體積與氟吸附量之關係之圖表。
圖17係表示吸附劑之比重與氟吸附量之關係之圖表。
圖18係表示鹼性溶液之NaOH濃度與氟吸附量之關係之圖表。
圖19係表示鹼性溶液之溫度與氟吸附量之關係之圖表。
圖20係表示高溫鹼處理之處理時間與氟吸附量之關係之圖表。
以下，對本發明之實施形態進行說明，但本發明並不限定於此。
<磷酸系陰離子性物質之吸附劑>
本發明之磷酸系陰離子性物質之吸附劑含有發泡玻璃，利用X射線光電子光譜(XPS)分析所得之吸附劑表面之Ca2p濃度為6.0原子%以上或Na1s濃度為6.5原子%以下，Si2p峰之半值寬為2.4eV以上。
又，於一實施態樣中，本發明之陰離子性物質之吸附劑含有發泡玻璃，利用X射線光電子光譜(XPS)分析所得之吸附劑表面之Ca2p濃度為8.0原子%以上或Na1s濃度為5.0原子%以下，Si2p峰之半值寬為2.4eV以上。
本發明之吸附劑藉由表面之Ca2p濃度為較高之6.0原子%以上，可有效吸附陰離子性物質，特別是可有效吸附高濃度區域之陰離子性物質。又，表面之Na1s濃度為較低之6.5原子%以下，與Ca2p濃度較高相反，無助於陰離子性物質之吸附之Na較少，Ca有效地露出，藉此可有效吸附陰離子性物質。進而，Si2p峰之半值寬為較大之2.4eV以上時，表示形成發泡玻璃之基本骨架之Si於吸附劑之表面與SiO2相比構成更多之SiOX(X係氫、鈉、鈣等)，表示即便於高溫下進行鹼處理，作為發泡玻璃之基本骨架之SiOX仍不崩解，而可發揮作為吸附劑之功能。並且，SiOX有助於陰離子性物質之吸附，特別是可有效吸附低濃度區域之陰離子性物質。如此，可明確Ca2p濃度、Na1s濃度、及Si2p峰之半值寬界定於上述範圍之吸附劑於陰離子性物質之低濃度區域~高濃度區域之整個濃度區域中，可發揮優異之陰離子性物質之吸附能力。
就上述觀點而言，本發明之吸附劑表面之Ca2p濃度為6.0原子%以上，較佳為7.5原子%以上，更佳為9.2原子%以上，進而較佳為10.5原子%以上。另一方面，Ca2p濃度之上限根據所要求之吸附能力，例如可設為20原子%以下(18原子%以下、16原子%以下、14原子%以下等)。
又，就上述觀點而言，本發明之吸附劑之表面之Na1s濃度為6.5原子%以下，較佳為5.0原子%以下，更佳為3.8原子%以下，進而較佳為3.0原子%以下。另一方面，Na1s濃度之下限根據所要求之吸附能力，例如可設為零(檢測極限值以下)以上(1.0原子%以上、1.5原子%以上等)。
又，就上述觀點而言，本發明之吸附劑之Si2p峰之半值寬為2.4eV以上，較佳為2.7eV以上，更佳為3.0eV以上。另一方面，Si2p峰之半值寬之上限根據所要求之吸附能力，例如可設為4.0eV以下(3.8eV以下、3.6eV以下等)。再者，若基本骨架崩解，則峰消失。
進而，本發明之吸附劑之比表面積或孔隙體積越大，則具有陰離子性物質之吸附能力之表面越多。就該觀點而言，本發明之吸附劑之利用汞滲法所得之比表面積較佳為15m2/g以上，更佳為30m2/g以上，更佳為32m2/g以上，進而較佳為45m2/g以上，進而更佳為60m2/g以上，尤佳為75m2/g以上。
又，本發明之吸附劑之利用汞滲法所得之孔隙體積較佳為1.7cm3/g以上，更佳為2.0cm3/g以上，更佳為2.2cm3/g以上，進而較佳為2.5cm3/g以上，進而更佳為3.0cm3/g以上，尤佳為3.5cm3/g以上。
另一方面，比表面積之上限根據所要求之吸附能力，例如可設為200m2/g以下、150m2/g以下。孔隙體積之上限根據所要求之吸附能力，例如可設為8cm3/g以下、6cm3/g以下。
又，本發明之吸附劑之比重越小，則具有陰離子性物質之吸附能力之表面越多。就該觀點而言，本發明之吸附劑之比重較佳為0.60g/mL以下，更佳為0.57g/mL以下，更佳為0.55g/mL以下，進而較佳為0.53g/mL以下，進而更佳為0.50g/mL以下。另一方面，比重之下限根據所要求之吸附能力，例如可設為0.1g/mL以上(0.15g/mL以上、0.2g/mL以上、0.25g/mL以上等)。
本發明之吸附劑之比重(g/mL)藉由以下之方法進行測定。
(1)使用質量計，量取吸附劑(例如，粒徑4mm以上且10mm以下之吸附劑)5~10g。
(2)將所量取之吸附劑浸漬於水中10分鐘左右。
(3)自浸漬開始10分鐘後，撈至竹蔞等，用棉紙等擦去表面之水氣。
(4)將吸附劑投入裝入有水至最大刻度之一半之量筒，使其沈入水中。
(5)測定全部吸附劑沈入時之水之體積，算出較投入前之增加量。
(6)由下式算出比重。
[比重(g/mL)]=[吸附劑質量(g)]/[水之體積之增加量(mL)]
本發明之吸附劑於例如磷酸根離子濃度為3000mg/L之磷酸根離子溶 液(以下，有時稱為「高濃度磷酸根離子溶液」)中之磷酸根離子可吸附量為10.0mg/g以上(20.0mg/g以上、30.0mg/g以上、40.0mg/g以上、50.0mg/g以上、60.0mg/g以上、70.0mg/g以上、80.0mg/g以上、90.0mg/g以上、100.0mg/g以上、110.0mg/g以上、120.0mg/g以上、130.0mg/g以上、140.0mg/g以上、150.0mg/g以上、160.0mg/g以上等)。另一方面，吸附劑之磷酸根離子可吸附量之上限根據所要求之磷酸根離子吸附能力，例如可設為300mg/g以下(250mg/g以下、200mg/g以下、150mg/g以下、100mg/g以下、50.0mg/g以下等)。再者，磷酸根離子可吸附量僅為陰離子性物質之吸附劑之吸附能力之指標(再者，有時將磷酸根離子可吸附量僅稱為磷吸附量)。
於本發明中，磷酸根離子濃度為3000mg/L之磷酸根離子溶液(磷酸二氫鈉)中之磷酸根離子之可吸附量藉由以下之方法進行測定。
[高濃度磷酸根離子溶液中之磷酸根離子之可吸附量之算出方法]
(1)將特定量之吸附劑(例如，選自2.50g、1.20g、或0.5g之3階段之質量)及磷酸根離子(PO4 3-)濃度3000mg/L之磷酸根離子溶液50mL收容於容器。
(2)收容後，向容器中添加鹽酸或氫氧化鈉溶液，調整pH值。
(3)調整pH值後，於設定為25℃之恆溫槽內對容器進行2小時攪拌。
(4)攪拌後，以3000rpm進行10分鐘之離心分離，藉由利用Molybdenum Blue法之吸光光度計測定上清液中之磷酸根離子濃度。
(5)基於測定值，求出磷酸根離子可吸附量(mg/g)。
(6)關於上述(1)~(5)之測定，對設為pH4、pH5、pH6、pH7、pH8之各者進行測定，並將pH4~8中之最大值設為磷酸根離子可吸附量(mg/g)。再者，此處，pH值係於(3)中之2小時攪拌後進行測定者。
再者，(1)中之吸附劑質量可任意選擇(2.50g、1.20g、或0.5g)，但需留意各吸附劑之理論飽和吸附量而進行選擇(使用3000mg/L之磷酸根離子溶液50mL時之吸附劑各者之理論飽和吸附量為2.50g：60mg/g、1.20g：125mg/g、0.5g：300mg/g)。即，針對任意選擇之吸附劑質量，以上述(1)~(6)之順序進行測定，於其測定結果低於與所選擇之吸附劑質量相對應之理論飽和吸附量之情形時，採用其測定結果，但於與理論飽和吸附量一致之情形時，由於可能存在可吸附量為其以上之情況，故而選擇下一階段之質量之吸附劑重新進行測定。藉由如此階段性地進行測定，吸附量之測定精度提高。
本發明之吸附劑只要為用於陰離子性物質之吸附者，則並無特別限定。作為吸附對象之陰離子性物質，例如可列舉：磷(磷酸根離子等)、氟(氟化物離子等)、硼酸等。特別是，本發明適合於磷酸根離子及氟化物離子之吸附。
又，本發明之吸附劑可僅含有具有上述特性之發泡玻璃，亦可含有其他物質、成分。例如，本發明之吸附劑亦可含有具有陰離子性物質之吸附能力之其他物質(例如，與具有上述特性之發泡玻璃不同之發泡玻璃)而構成。
<第1實施形態之磷酸系陰離子性物質之吸附劑之製造方法>
第1實施形態之磷酸系陰離子性物質之吸附劑之製造方法具有將發泡玻璃材料於以1莫耳/L以上之量含有鹼金屬氫氧化物且為140℃以上之鹼性溶液中歷經特定時間進行處理(以下，有時稱為「高溫鹼處理」)之步驟。藉由該方法，可製造含有具有上述特性之發泡玻璃之吸附劑。再者，於高溫鹼處理步驟後，亦可具有後述之表面調整步驟。
本發明中之發泡玻璃材料係具有複數個孔隙之玻璃，例如，可藉由將成為原料之玻璃粉碎，將粉碎之玻璃與發泡劑混合後進行焙燒而製造。以下，更具體地說明發泡玻璃材料之製造方法之一例。
成為本發明中之發泡玻璃材料之原料之玻璃(以下，有時稱為「原料玻璃」)之種類並無特別限定，可列舉：鈉鈣玻璃、硼矽酸玻璃、鋁矽玻璃等。原料玻璃亦可使用來源於液晶、電漿顯示器等玻璃家電製品或後視鏡等汽車玻璃之廢棄玻璃。原料玻璃之粉碎方法並無特別限定，可使用市售之振磨機等進行粉碎。粉碎後之原料玻璃(以下，有時稱為「粉碎玻璃」)之粒徑並無特別限定，為使粉碎玻璃與發泡劑均勻混合，較佳為較小者。例如，較佳為於原料玻璃粉碎後，使用網眼為1mm以下之篩進行粒度篩選，使粉碎玻璃之粒徑成為1mm以下。再者，於本說明書中，所謂「粒徑為X mm以下」，意指通過篩之網眼為X mm之篩者。
與粉碎玻璃混合之發泡劑之種類並無特別限定，可使用SiC、SiN、 CaCO3、或含有CaCO3等之材料(例如，貝殼等)等，特別是，就易於獲得上述特性之發泡玻璃之方面而言，可較佳地使用含有Ca之CaCO3或含有CaCO3等之材料。由於此種發泡劑於玻璃軟化之溫度下產生氣體，故而結果為，於玻璃內部形成大量孔隙，製造發泡玻璃材料。又，藉由使用含有Ca之發泡劑，可提高發泡玻璃表面之Ca濃度。發泡劑之含量並無特別限定，較佳為0.1~5重量%，尤佳為0.2~2.0重量%。其理由在於，若為此種範圍內，則發泡充分產生，且可避免產生由發泡過度所導致之發泡玻璃材料之強度降低。又，混合粉碎玻璃與發泡劑時，亦可與發泡劑分開添加例如含有鈣、鎂、鐵中之至少1種之材料。作為此種材料，例如可列舉：氫氧化鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂、鐵丹、鐵氧體等。該等材料之添加量並無特別限定，較佳為1~20重量%，尤佳為5~15重量%。藉由於上述範圍內添加該等材料，陰離子性物質(特別是磷酸根離子或氟化物離子)之吸附量顯著提高。
混合過之原料玻璃(粉碎玻璃)與發泡劑之焙燒之溫度或時間以原料玻璃適當地發泡之方式，根據原料玻璃或發泡劑之種類適宜地設定即可。焙燒溫度例如可為600~1150℃，特別是於將鈉鈣玻璃用作原料玻璃之情形時，較佳為800~1000℃。若焙燒溫度為此種範圍，則原料玻璃充分軟化並適當地形成孔隙，且原料玻璃不會過於柔軟，故而可避免所形成之孔隙再次堵塞。又，焙燒時間例如可為1~60分鐘，較佳為5~10分鐘。若焙燒時間為此種範圍內，則發泡充分產生，且可避免所形成之孔隙再次堵塞，或者因泡黏在一起導致表面之微細度喪失。
發泡玻璃材料之形狀並無特別限定，可直接為塊狀，亦可為粉碎者。粉碎後之發泡玻璃材料之粒徑並無特別限定，較佳為2cm以下。即，粉碎後之發泡玻璃材料之粒徑之上限為2cm以下(1.8cm以下、1.6cm以下、1.5cm以下、1.4cm以下、1.3cm以下、1.2cm以下、1.1cm以下、1.0cm以下、0.9cm以下等)。另一方面，粉碎後之發泡玻璃材料之粒徑之下限超過0.05cm(0.06cm以上、0.08cm以上、0.1cm以上、0.2cm以上、超過0.2cm、0.3cm以上、0.4cm以上、0.5cm以上、0.6cm以上、0.7cm以上、0.8cm以上、0.9cm以上、1.0cm以上、1.1cm以上等)。藉由如上述般設定粉碎後之發泡玻璃材料之粒徑，陰離子性物質之吸附能力優異，並且實際使用時之發泡玻璃材料之處理性(例如，投入欲吸附陰離子性物質之污水、自污水撈出、撈出後與污泥分離)優異，故而較理想。
[高溫鹼處理步驟]
高溫鹼處理中所使用之鹼性溶液係溶解於水而產生羥基之溶質溶解於水之溶液。鹼性溶液中之溶質之種類並無特別限定，例如可使用選自由NaOH、KOH、Na2CO3、Ca(OH)2所組成之群中之1種以上之鹼性溶液。該等之中，尤佳為作為強鹼之NaOH或KOH等鹼金屬氫氧化物。
就獲得具有上述特性之發泡玻璃之方面而言，鹼性溶液中之鹼金屬氫氧化物之量(以下，有時稱為鹼金屬氫氧化物濃度，或僅稱為鹼濃度)為1莫耳/L以上，較佳為2莫耳/L以上，更佳為3莫耳/L以上，進而更佳為4莫耳/L以上，最佳為5莫耳/L以上。可明確以先前之含有發泡玻璃之吸附劑之製造方法中，一般即便增多鹼金屬氫氧化物之量，例如為4莫耳/L以 上，發泡玻璃之陰離子性物質之吸附量亦飽和，但根據本發明之吸附劑之製造方法，由於以140℃以上之高溫進行處理，故而鹼金屬氫氧化物之量越多，越可增大發泡玻璃之陰離子性物質之吸附量。對此，考慮各種理由，可認為於先前之製造方法中，溫度不充分而發泡玻璃材料與鹼金屬氫氧化物之反應不充分，或者發泡玻璃材料中之Ca濃度不充分等。相對於此，本發明之吸附劑之製造方法藉由滿足上述條件，可增大發泡玻璃之具有陰離子性物質之吸附能力之表面，較此前之吸附劑增大陰離子性物質之吸附量。另一方面，鹼金屬氫氧化物之量之上限根據所要求之吸附能力，例如可設為19莫耳/L以下(18莫耳/L以下、17莫耳/L以下等)。
就獲得具有上述特性之發泡玻璃之方面而言，鹼性溶液之溫度為140℃以上，更佳為150℃以上，進而較佳為160℃以上，進而更佳為170℃以上，尤佳為180℃以上。於先前之含有發泡玻璃之吸附劑之製造方法中，即便將鹼性溶液之溫度提高至140℃以上，發泡玻璃之陰離子性物質之吸附量亦飽和。
然而，根據本發明之吸附劑之製造方法，於140℃~150℃之間有較大之反曲點，於140℃以上，發泡玻璃之陰離子性物質之吸附量急增。具體而言，專利文獻1中報告有飽和區域中之磷酸根離子之吸附量為56mg/g(條件：140℃、3mol/L、12小時)，利用本申請案之製造方法所得之吸附劑中，於1小時之處理下，有磷酸根離子吸附量超過100mg/g之鹼性溶液溫度、濃度區域。又，雖取決於條件，但即便鹼性溶液之處理時間未達1小時，例如為30分鐘左右之情況下，亦有超過100mg/g之溫度、濃度 區域。
本發明之吸附劑之製造方法藉由滿足上述條件，可增大發泡玻璃之具有陰離子性物質之吸附能力之表面，較此前之吸附劑增大陰離子性物質之吸附量。另一方面，鹼性溶液之溫度之上限並無特別限定，但若提高溫度，則相應地增加能耗，故而例如可設為300℃以下(280℃以下、260℃以下等)。
利用鹼性溶液所進行之處理之所需時間為1.5小時以內(例如，未達1.5小時、1.2小時以內、1.0小時以內、未達1.0小時、50分鐘以內、40分鐘以內、30分鐘以內、20分鐘以內、10分鐘以內、5分鐘以內、1分鐘以內等)。本發明之吸附劑之製造方法就可以此種短時間製造陰離子性物質之吸附能力優異之發泡玻璃之方面而言較簡便。上述條件下之處理時間之下限根據所要求之吸附能力，例如可設為10秒以上、30秒以上、1分鐘以上、5分鐘以上、10分鐘以上、20分鐘以上、30分鐘以上、40分鐘以上、50分鐘以上、1小時以上。
再者，於本發明之製造方法中，上述高溫鹼處理步驟相關之處理溫度、鹼濃度、處理時間可於上述範圍內適宜地進行調節。又，亦可根據用於陰離子性物質之吸附時所要求之處理能力(陰離子性物質之吸附量[mg/g])，調節處理溫度、鹼濃度、處理時間。
再者，上述高溫鹼處理步驟較佳為於加壓下進行。加壓之方法並無 特別限定，可使用用於進行加壓之裝置進行，亦可藉由於將發泡玻璃與鹼性溶液收容於密閉容器中之狀態下進行加熱而進行。於前者之情形時，可任意改變所施加之壓力，故而即便於加熱溫度相對較低之情形時，亦可提高所施加之壓力。於後者之情形時，若將鹼性溶液以高於100℃進行加熱，則藉由含於鹼性溶液之水之蒸汽壓而對鹼性溶液進行加壓。根據後者之方法，不使用特殊裝置，可對鹼性溶液進行加壓。
再者，於使用密閉容器對鹼性溶液進行加壓之情形時，110℃下之水之飽和蒸汽壓為大致1.4個大氣壓，若考慮密閉容器存在若干蒸汽洩漏，則較佳為1.2個大氣壓以上，進而較佳為1.4個大氣壓以上，尤佳為2個大氣壓以上。於本實施形態中，壓力之上限並無特別限定，若考慮成本方面，則最好不使用上述用於進行加壓之裝置進行加壓，例如，較佳為95個大氣壓以下，進而較佳為70個大氣壓以下。再者，300℃下之水之飽和蒸汽壓為大致95個大氣壓。
再者，藉由上述高溫鹼處理步驟，存在成為發泡玻璃表面之微細結構由強鹼性水溶液之覆膜(pH13~14)覆蓋之狀態之情況。又，若欲吸附陰離子性物質之溶液之pH值超過8.0，則存在陰離子性物質之吸附能力顯著降低之情況。雖亦取決於含有成為對象之陰離子性物質之溶液之初始pH值，但於上述強鹼性水溶液之覆膜殘存之狀態下，會導致對象溶液之pH值上升至高於8.0。因此，較理想為繼高溫鹼處理步驟之後，進行去除強鹼覆膜之步驟。
具體而言，進行利用流水之水洗(例如，於20~25℃之流水中浸漬1 小時以上)。或者，藉由稀薄之酸性水溶液(例如，於20~25℃之稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸等中浸漬15分鐘以上)而達成。又，作為強鹼皮膜去除步驟之標準，以單純地浸漬並攪拌一定時間(例如，將吸附劑20g浸漬於純水600mL，以振盪機150rpm攪拌3分鐘)時之純水之pH值成為10以下之方式進行。但，最佳之pH值亦取決於含有陰離子性物質之溶液之初始pH值，可適宜地調整為9.0以下、8.0以下、7.0以下、6.0以下、5.0以下。
如此，藉由繼高溫鹼處理步驟之後，進行強鹼覆膜去除步驟，本發明之陰離子性物質吸附劑浸漬於含有陰離子性物質之溶液時，pH值之變動較少，故而pH值控制變容易，並且可有效吸附陰離子性物質。
<第2實施形態之磷酸系陰離子性物質之吸附劑之製造方法>
第2實施形態之磷酸系陰離子性物質之吸附劑之製造方法具有將發泡玻璃材料於鹼性溶液中於100個大氣壓以上之條件下進行1.5小時以內之高加壓之處理(以下，有時稱為「高加壓處理」)步驟。於本說明書中，所謂「高加壓」，係指進行100個大氣壓以上之加壓處理。
[高加壓處理步驟]
高加壓處理步驟中之氣壓只要為100個大氣壓以上之條件，則並無特別限定，可根據所需之吸附劑之吸附能力適宜地設定。例如，就獲得上述特性之發泡玻璃之觀點而言，較佳為200個大氣壓以上，更佳為400個大氣壓以上，進而較佳為600個大氣壓以上，進而更佳為800個大氣壓以上，尤佳為1000個大氣壓以上。另一方面，高加壓步驟中之壓力之上限例如可為20000個大氣壓以下(15000個大氣壓以下、10000個大氣壓以 下、5000個大氣壓以下、2000個大氣壓以下、1500個大氣壓以下等)。 又，於本發明中之高加壓步驟中，至少一部分滿足100個大氣壓以上之條件即可，亦可包括於未達100個大氣壓之條件下進行加壓之步驟。
於高加壓處理步驟中，就可藉由1.5小時以內(例如，1.2小時以內、1.0小時以內、50分鐘以內、40分鐘以內、30分鐘以內、20分鐘以內、10分鐘以內、5分鐘以內、1分鐘以內等)之短時間之高加壓(100個大氣壓以上之條件)而製造具有陰離子性物質吸附能力之發泡玻璃之方面而言較簡便。100個大氣壓以上之條件下之高加壓時間之下限可根據所需之吸附劑之吸附能力適宜地設定。例如，就獲得上述特性之發泡玻璃之觀點而言，例如較佳為10秒以上、30秒以上、1分鐘以上、10分鐘以上、30分鐘以上、1小時以上。
高加壓處理例如可使用超高壓裝置。高加壓可藉由於以使發泡玻璃材料含於鹼性溶液中之狀態收容於密閉容器中之狀態下進行利用上述裝置之高加壓處理而進行。
高加壓處理步驟中所使用之發泡玻璃材料如第1實施形態之陰離子性物質之吸附劑之製造方法中所說明，例如可使用使上述原料玻璃發泡而成之發泡玻璃材料。
高加壓處理步驟中所使用之鹼性溶液係溶解於水而產生羥基之溶質溶解於水之溶液。鹼性溶液中之溶質之種類並無特別限定，例如可使用選 自由NaOH、KOH、Na2CO3、Ca(OH)2所組成之群中之1種以上。該等之中，尤佳為作為強鹼之NaOH或KOH。
於溶質為NaOH或KOH之情形時，鹼性溶液之濃度較佳為0.5mol/L以上，進而較佳為3mol/L以上，進而較佳為4mol/L以上。於3mol/L以上之情形時，陰離子性物質(特別是磷酸根離子)之吸附量特別高，於4mol/L以上之情形時，陰離子性物質(特別是磷酸根離子)之吸附量進一步變高。又，於溶質為NaOH或KOH之情形時，鹼性溶液之濃度例如可設為19莫耳/L以下(18莫耳/L以下、17莫耳/L以下等)。
高加壓處理步驟中之溫度例如只要為室溫~200℃，則並無特別限定，就獲得上述特性之吸附劑之觀點而言，較佳為80℃以上，更佳為90℃以上。溫度可藉由上述加壓裝置而進行調節。
於本發明之陰離子性物質之吸附劑之製造中，可進一步包括與上述高溫鹼處理步驟及高加壓處理步驟不同之公知之步驟，亦可不包括。作為此種步驟，可列舉洗淨步驟。
於洗淨步驟中，上述高溫鹼處理步驟及高加壓處理步驟之後，可去除附著於發泡玻璃之鹼性溶液。進行該洗淨之方法只要為可去除鹼性溶液之方法，則並無特別限定，例如可使用水、酸性溶液或pH值緩衝溶液進行。又，於即便鹼性溶液附著於發泡玻璃亦無問題之情形時，洗淨處理之步驟亦可省略。
<磷酸系陰離子性物質之吸附劑之製造裝置>
本發明包含陰離子性物質之吸附劑之製造裝置，其具備將發泡玻璃材料於以1莫耳/L以上之量含有鹼金屬氫氧化物且為140℃以上之鹼性溶液中歷經特定時間進行處理之機構。
鹼金屬氫氧化物之濃度可為2莫耳/L以上、3莫耳/L以上、4莫耳/L以上、5莫耳/L以上，鹼性溶液之處理溫度可為145℃以上、150℃以上、160℃以上、180℃以上、200℃以上。
本發明於陰離子性物質之吸附劑之製造方法中，可使用可於以1莫耳/L以上之量含有鹼金屬氫氧化物且為140℃以上之鹼性溶液中進行加熱處理之裝置。
鹼金屬氫氧化物之濃度可為2莫耳/L以上、3莫耳/L以上、4莫耳/L以上、5莫耳/L以上，鹼性溶液之處理溫度可為145℃以上、150℃以上、180℃以上、200℃以上。
又，本發明包含陰離子性物質之吸附劑之製造裝置，其具備可將發泡玻璃於鹼性溶液中於100個大氣壓以上之條件下進行1.5小時以內之高加壓之機構。
本發明於陰離子性物質之吸附劑之製造方法中，可使用可進行100個大氣壓以上之高加壓之裝置。
<氟系陰離子性物質之吸附劑>
本發明之氟系陰離子性物質之吸附劑含有發泡玻璃，利用X射線光電子光譜(XPS)分析所得之吸附劑表面之Ca2p濃度為3.0原子%以上或Na1s濃度為8.5原子%以下，Si2p峰之半值寬為2.4eV以上。
又，於一實施態樣中，本發明之陰離子性物質之吸附劑含有發泡玻璃，利用X射線光電子光譜(XPS)分析所得之吸附劑表面之Ca2p濃度為5.0原子%以上或Na1s濃度為6.5原子%以下，Si2p峰之半值寬為2.4eV以上。
本發明之吸附劑藉由表面之Ca2p濃度為較高之3.0原子%以上，可有效吸附陰離子性物質，特別是可有效吸附高濃度區域之陰離子性物質。又，表面之Na1s濃度為較低之8.5原子%以下，與Ca2p濃度較高相反，無助於陰離子性物質之吸附之Na較少，Ca有效地露出，藉此可有效吸附陰離子性物質。進而，Si2p峰之半值寬為較大之2.4eV以上時，表示形成發泡玻璃之基本骨架之Si於吸附劑之表面與SiO2相比構成更多之SiOX(X係氫、鈉、鈣等)，表示即便於高溫下進行鹼處理，作為發泡玻璃之基本骨架之SiOX仍不崩解，而可發揮作為吸附劑之功能。並且，SiOX有助於陰離子性物質之吸附，特別是可有效吸附低濃度區域之陰離子性物質。如此，可明確Ca2p濃度、Na1s濃度、及Si2p峰之半值寬界定於上述範圍之吸附劑於氟系陰離子性物質之低濃度區域~高濃度區域之整個濃度區域中，可發揮優異之陰離子性物質之吸附能力。
就上述觀點而言，本發明之吸附劑表面之Ca2p濃度為3.0原子%以上，較佳為5.0原子%以上，更佳為7.0原子%以上，進而較佳為9.0原子% 以上。另一方面，Ca2p濃度之上限根據所要求之吸附能力，例如可設為20原子%以下(18原子%以下、16原子%以下、14原子%以下等)。
又，就上述觀點而言，本發明之吸附劑之表面之Na1s濃度為8.5原子%以下，較佳為6.5原子%以下，更佳為5.0原子%以下，進而較佳為3.5原子%以下。另一方面，Na1s濃度之下限根據所要求之吸附能力，例如可設為零(檢測極限值以下)以上(1.0原子%以上、1.5原子%以上等)。
又，就上述觀點而言，本發明之吸附劑之Si2p峰之半值寬為2.4eV以上，較佳為2.7eV以上，更佳為3.0eV以上。另一方面，Si2p峰之半值寬之上限根據所要求之吸附能力，例如可設為4.0eV以下(3.8eV以下、3.6eV以下等)。再者，若基本骨架崩解，則峰消失。
進而，本發明之吸附劑之比表面積或孔隙體積越大，則具有氟系陰離子性物質之吸附能力之表面越多。就該觀點而言，本發明之吸附劑之利用汞滲法所得之比表面積較佳為15m2/g以上，更佳為30m2/g以上，更佳為45m2/g以上，進而較佳為58m2/g以上。
又，本發明之吸附劑之利用汞滲法所得之孔隙體積較佳為1.5cm3/g以上，更佳為1.9m3/g以上，更佳為2.3cm3/g以上，進而較佳為2.7cm3/g以上。
另一方面，比表面積之上限根據所要求之吸附能力，例如可設為200m2/g以下、150m2/g以下。孔隙體積之上限根據所要求之吸附能力，例如可設為8cm3/g以下、6cm3/g以下。
又，本發明之吸附劑之比重越小，則具有陰離子性物質之吸附能力之表面越多。就該觀點而言，本發明之吸附劑之比重較佳為0.65g/mL以下，更佳為0.59g/mL以下，更佳為0.55g/mL以下，進而更佳為0.53g/mL以下。另一方面，比重之下限根據所要求之吸附能力，例如可設為0.1g/mL以上(0.15g/mL以上、0.2g/mL以上、0.25g/mL以上等)。再者，比重之測定方法與磷酸系陰離子性離子吸附劑中所述之比重測定法相同。
本發明之吸附劑於例如氟化物離子濃度為1000mg/L之氟化物離子溶液(以下，有時稱為「高濃度氟化物離子溶液」)中之氟化物離子可吸附量為10.0mg/g以上(20.0mg/g以上、30.0mg/g以上、40.0mg/g以上、50.0mg/g以上、60.0mg/g以上、70.0mg/g以上、80.0mg/g以上等)。另一方面，吸附劑之氟化物離子可吸附量之上限根據所要求之氟化物離子吸附能力，例如可設為300mg/g以下(250mg/g以下、200mg/g以下、150mg/g以下、100mg/g以下、50.0mg/g以下等)。再者，氟化物離子可吸附量僅為陰離子性物質之吸附劑之吸附能力之指標(再者，有時將氟化物離子可吸附量僅稱為氟吸附量)。
於本發明中，氟化物離子濃度為1000mg/L之氟化物離子溶液中之氟化物離子之可吸附量藉由以下之方法進行測定。
[高濃度氟化物離子溶液中之氟化物離子之可吸附量之算出方法]
(1)將特定量之吸附劑(例如0.5g)及氟化物離子(F-)濃度1000mg/L之氟化鈉(NaF)溶液50mL收容於容器。
(2)收容後，向容器中添加鹽酸或氫氧化鈉溶液，調整pH值。
(3)調整pH值後，於設定為25℃之恆溫槽內對容器進行2小時攪拌。
(4)攪拌後，以3000rpm進行10分鐘之離心分離，藉由比色法測定上清液中之氟化物離子濃度。
(5)基於測定值，求出氟化物離子可吸附量(mg/g)。
(6)關於上述(1)~(5)之測定，對設為pH3、pH4、pH5、pH6、pH7之各者進行測定，並將pH3~7中之最大值設為氟化物離子可吸附量(mg/g)。再者，此處，pH值係於(3)中之2小時攪拌後進行測定者。
又，本發明之吸附劑可僅含有具有上述特性之發泡玻璃，亦可含有其他物質、成分。例如，本發明之吸附劑亦可含有具有陰離子性物質之吸附能力之其他物質(例如，與具有上述特性之發泡玻璃不同之發泡玻璃)。
<第3實施形態之氟系陰離子性物質之吸附劑之製造方法>
第3實施形態之氟系陰離子性物質之吸附劑之製造方法具有將發泡玻璃材料於以1莫耳/L以上之量含有鹼金屬氫氧化物且為125℃以上之鹼性溶液中歷經特定時間進行處理(以下，有時稱為「高溫鹼處理」)之步驟。藉由該方法，可製造含有具有上述特性之發泡玻璃之吸附劑。再者，於高溫鹼處理步驟後，亦可具有上述表面調整步驟。
本發明中之發泡玻璃材料可使用與上述磷酸系發泡玻璃相同之發泡 玻璃。再者，發泡玻璃材料之形狀並無特別限定，可直接為塊狀，亦可為粉碎者。粉碎後之發泡玻璃材料之粒徑並無特別限定，較佳為2cm以下。 即，粉碎後之發泡玻璃材料之粒徑之上限為2cm以下(1.8cm以下、1.6cm以下、1.5cm以下、1.4cm以下、1.3cm以下、1.2cm以下、1.1cm以下、1.0cm以下、0.9cm以下等)。另一方面，粉碎後之發泡玻璃材料之粒徑之下限超過0.05cm(0.06cm以上、0.08cm以上、0.1cm以上、0.2cm以上、超過0.2cm、0.3cm以上、0.4cm以上、0.5cm以上、0.6cm以上、0.7cm以上、0.8cm以上、0.9cm以上、1.0cm以上、1.1cm以上等)。藉由如上述般設定粉碎後之發泡玻璃材料之粒徑，陰離子性物質之吸附能力優異，並且實際使用時之發泡玻璃材料之處理性(例如，投入欲吸附陰離子性物質之污水、自污水撈出、撈出後與污泥分離)優異，故而較理想。
[高溫鹼處理步驟]
高溫鹼處理中所使用之鹼性溶液係溶解於水而產生羥基之溶質溶解於水之溶液。鹼性溶液中之溶質之種類並無特別限定，例如可使用選自由NaOH、KOH、Na2CO3、Ca(OH)2所組成之群中之1種以上之鹼性溶液。該等之中，尤佳為作為強鹼之NaOH或KOH等鹼金屬氫氧化物。
就獲得具有上述特性之發泡玻璃之方面而言，鹼性溶液中之鹼金屬氫氧化物之量(以下，有時稱為鹼金屬氫氧化物濃度，或僅稱為鹼濃度)為1莫耳/L以上，較佳為2莫耳/L以上，更佳為3莫耳/L以上，進而更佳為4莫耳/L以上，最佳為5莫耳/L以上。可明確根據本發明之吸附劑之製造方 法，由於以125℃以上之高溫進行處理，故而鹼金屬氫氧化物之量越多，越可增大發泡玻璃之陰離子性物質之吸附量。本發明之吸附劑之製造方法藉由滿足上述條件，可增大發泡玻璃之具有陰離子性物質之吸附能力之表面，較此前之吸附劑增大氟系陰離子性物質之吸附量。另一方面，鹼金屬氫氧化物之量之上限根據所要求之吸附能力，例如可設為19莫耳/L以下(18莫耳/L以下、17莫耳/L以下等)。
就獲得具有上述特性之發泡玻璃之方面而言，鹼性溶液之溫度為125℃以上，更佳為130℃以上，為135℃以上，更佳為140℃以上，進而較佳為145℃以上，進而更佳為150℃以上，尤佳為160℃以上。
根據本發明之吸附劑之製造方法，於140℃附近有較大之反曲點，於140℃以上，發泡玻璃之氟系陰離子性物質之吸附量急增。利用本申請案之製造方法所得之吸附劑中，於1小時之處理下，有氟化物離子吸附量超過50mg/g之鹼性溶液溫度、濃度區域。又，雖取決於條件，但即便鹼性溶液之處理時間未達1小時，例如為10分鐘左右之情況下，亦有超過40mg/g之溫度、濃度區域。
本發明之吸附劑之製造方法藉由滿足上述條件，可增大發泡玻璃之具有氟系陰離子性物質之吸附能力之表面，較此前之吸附劑增大陰離子性物質之吸附量。另一方面，鹼性溶液之溫度之上限並無特別限定，但若提高溫度，則相應地增加能耗，故而例如可設為300℃以下(280℃以下、260℃以下等)。
利用鹼性溶液所進行之處理之所需時間為2小時以內(例如，未達2小時、1.5小時以內、未達1.5小時、1.2小時以內、1.0小時以內、未達1.0小時、50分鐘以內、40分鐘以內、30分鐘以內、20分鐘以內、10分鐘以內、5分鐘以內、1分鐘以內等)。本發明之吸附劑之製造方法就可以此種短時間製造氟系陰離子性物質之吸附能力優異之發泡玻璃之方面而言較簡便。上述條件下之處理時間之下限根據所要求之吸附能力，例如可設為10秒以上、30秒以上、1分鐘以上、5分鐘以上、10分鐘以上、20分鐘以上、30分鐘以上、40分鐘以上、50分鐘以上、1小時以上。
再者，於本發明之製造方法中，上述高溫鹼處理步驟相關之處理溫度、鹼濃度、處理時間可於上述範圍內適宜地進行調節。又，亦可根據用於氟系陰離子性物質之吸附時所要求之處理能力(氟系陰離子性物質之吸附量[mg/g])，調節處理溫度、鹼濃度、處理時間。
再者，上述高溫鹼處理步驟較佳為於加壓下進行。加壓之方法與上述磷酸系高溫鹼處理步驟之情形相同。
又，繼高溫鹼處理步驟之後，亦可與磷酸系高溫鹼處理步驟之情形同樣地，進行強鹼覆膜去除步驟。
<氟系陰離子性物質之吸附劑之製造裝置>
本發明包含陰離子性物質之吸附劑之製造裝置，其具備將發泡玻璃材料於以1莫耳/L以上之量含有鹼金屬氫氧化物且為125℃以上之鹼性溶液 中歷經特定時間進行處理之機構。
鹼金屬氫氧化物之濃度可為2莫耳/L以上、3莫耳/L以上、4莫耳/L以上、5莫耳/L以上，鹼性溶液之處理溫度可為130℃以上、135℃以上、140℃以上、145℃以上、150℃以上、160℃以上。
本發明於氟系陰離子性物質之吸附劑之製造方法中，可使用可於以1莫耳/L以上之量含有鹼金屬氫氧化物且為125℃以上之鹼性溶液中進行加熱處理之裝置。
鹼金屬氫氧化物之濃度可為2莫耳/L以上、3莫耳/L以上、4莫耳/L以上、5莫耳/L以上，鹼性溶液之處理溫度可為130℃以上、135℃以上、140℃以上、145℃以上、150℃以上、160℃以上。
<陰離子性物質之回收方法>
本發明包含陰離子性物質之回收方法，其具有使陰離子性物質吸附於上述陰離子性物質之吸附劑之步驟。
作為使陰離子性物質吸附於吸附劑之方法，例如，可藉由使上述吸附劑浸漬於含有磷酸根離子或氟化物離子之溶液中，而使該溶液中之磷酸根離子及氟化物離子吸附於吸附劑。
作為含有磷酸根離子之溶液，只要為含有磷酸根離子之液體，則並無特別限定，例如可列舉：生活排水或農業排水等。
作為含有氟化物離子之溶液，只要為含有氟化物離子之液體，則並無特別限定，例如可列舉：半導體之洗淨液或用於玻璃加工、洗淨之含氫 氟酸溶液等。
含有磷酸根離子之溶液之pH值並無特別限定，pH值較佳為2.4~7.7，更佳為2.8~7.7，進而較佳為3.8~7.5，進而更佳為4.5~7.5。於pH值處於此種範圍內之情形時，磷酸根離子吸附量變高。又，於含有磷酸根離子之溶液之pH值為上述範圍外之情形時，較佳為具備藉由添加酸或鹼而使含有磷酸根離子之溶液之pH值成為上述範圍內之pH值調整步驟。
含有氟化物離子之溶液之pH值並無特別限定，pH值較佳為1.4~7.2，更佳為1.8~6.3，進而較佳為2.2~5.3。於pH值處於此種範圍內之情形時，氟化物離子吸附量變高。又，於含有氟化物離子之溶液之pH值為上述範圍外之情形時，較佳為具備藉由添加酸或鹼而使含有氟化物離子之溶液之pH值成為上述範圍內之pH值調整步驟。
使磷酸根離子吸附於吸附劑後，亦可將吸附劑粉碎而作為磷酸肥料或飼料等之原料。
又，代替將吸附劑粉碎，亦可使用硝酸等強酸使陰離子性物質(例如，磷酸根離子)自吸附劑脫附並回收陰離子性物質。該情形之強酸之濃度並無特別限定，較佳為0.01mol/L以上，更佳為0.05mol/L以上，進而較佳為0.1mol/L以上。於0.05mol/L以上之情形時，陰離子性物質(特別是磷酸根離子)之回收率變高，於0.1mol/L之情形時，陰離子性物質(特別是磷酸根離子)之回收率特別高。又，強酸之濃度之上限並無特別限定， 例如可設為3mol/L以下。再者，使陰離子性物質脫附後之陰離子性物質吸附劑可再次吸附陰離子性物質。
[實施例]
<試驗例1>
基於利用XPS分析所得之吸附劑表面之Ca2p濃度及Na1s濃度評價吸附劑之吸附能力(磷酸根離子之吸附量)。
具體而言，準備使用碳酸鈣作為發泡劑而製造之發泡玻璃材料A。其次，對該發泡玻璃材料A，適宜地調整處理壓力、處理溫度、處理時間，進行利用NaOH濃度5.5mol/L之氫氧化鈉溶液之高溫鹼處理，製造發泡玻璃表面之Ca2p濃度及Na1s濃度經調整之吸附劑(發泡玻璃材料A之粒徑為直徑0.4~1.0cm)。並且，對Ca2p濃度及Na1s濃度分別不同之吸附劑之磷酸根離子之吸附量，藉由上述「實施方式」中所記載之[高濃度磷酸根離子溶液中之磷酸根離子之可吸附量之測定方法]分別進行測定。其結果作為磷吸附量[mg/g]示於圖1及圖2。又，利用XPS分析所得之發泡玻璃材料A之Si2p之波峰區域示於圖3，藉由對發泡玻璃材料A進行高溫鹼處理而製造之吸附劑(發泡玻璃)之Si2p之波峰區域示於圖4。發泡玻璃材料A之Si2p峰之半值寬為2.2eV(圖3)，經高溫鹼處理之發泡玻璃材料A之Si2p峰之半值寬為2.4eV以上(圖4)。
根據圖1及圖2之結果，確認吸附劑表面之Ca2p濃度越高則磷吸附量越增加，吸附劑表面之Na1s濃度越低則磷吸附量越增加。並且，確認於 吸附劑表面之Ca2p濃度為6.0原子%以上且Na1s濃度為6.5原子%以下之情形時，磷酸根離子之可吸附量為40mg/g以上，發揮優異之吸附能力。又，確認於吸附劑表面之Ca2p濃度為7.5原子%以上且Na1s濃度為5.0原子%以下之情形時，磷酸根離子之吸附量為60mg/g以上，發揮更優異之吸附能力。
又，根據圖3及圖4之結果，確認發泡玻璃材料A中，-SiO2較多，-SiOX較少，故而半值寬狹小，相對於此，成為吸附劑之發泡玻璃中，藉由鹼處理，-SiO2變少而-SiOX變多，半值寬變大。該半值寬為2.4eV以上之吸附劑(發泡玻璃)即便進行鹼處理，作為玻璃之基本骨架之-SiOX仍不崩解而殘留，該-SiOX有助於磷酸根離子之吸附而發揮磷酸根離子吸附能力。
<試驗例2>
基於利用汞滲法所得之比表面積及孔隙體積評價吸附劑之磷酸根離子之吸附量。又，基於藉由上述「實施方式」中所記載之方法所測定之比重評價吸附劑之磷酸根離子之吸附量。
具體而言，對試驗例1中所準備之發泡玻璃材料A，適宜地調整處理壓力、處理溫度、處理時間，進行利用NaOH濃度5.5mol/L之氫氧化鈉溶液之高溫鹼處理，製造發泡玻璃表面之比表面積、孔隙體積及比重經調整之吸附劑。並且，對比表面積、孔隙體積及比重分別不同之吸附劑之磷可吸附量，藉由上述[高濃度磷酸根離子溶液中之磷酸根離子之可吸附量之 測定方法]分別進行測定。其結果作為磷吸附量[mg/g]示於圖5~圖7。
根據圖5之結果，確認吸附劑之比表面積越大則磷吸附量越增加。又，根據圖6之結果，確認吸附劑之孔隙體積越大則磷吸附量越增加。又，根據圖7之結果，確認吸附劑之比重越小則磷吸附量越增加。
並且，確認於吸附劑之比表面積為32m2/g以上、孔隙體積為2.2cm3/g以上、或比重為0.57g/mL以下之情形時，均係磷酸根離子之可吸附量為40mg/g以上，發揮優異之磷酸根離子吸附能力。
又，確認於吸附劑之比表面積為45m2/g以上、孔隙體積為2.5cm3/g以上、或比重為0.53g/mL以下之情形時，均係磷酸根離子之可吸附量為60mg/g以上，發揮優異之磷酸根離子吸附能力。
<試驗例3>
對試驗例1中所使用之發泡玻璃材料A，以NaOH濃度5.0mol/L、處理壓力5個大氣壓、處理溫度150℃、處理時間30分鐘進行高溫鹼處理，製造比重0.50g/mL之發泡玻璃。將該發泡玻璃作為吸附劑，藉由上述[高濃度磷酸根離子溶液中之磷酸根離子之可吸附量之測定方法]進行測定，結果磷酸根離子可吸附量為77.8mg/g。使用該吸附劑，藉由以下所說明之[低濃度磷酸根離子溶液中之磷酸根離子之可吸附量之測定方法]測定磷酸根離子可吸附量。其結果示於圖8。
[低濃度磷酸根離子溶液中之磷酸根離子之可吸附量之測定方法]
(1)準備填充有吸附劑2.50g之管柱、及加入有磷酸根離子(PO4 3-)濃 度30mg/L之磷酸根離子溶液500mL之水槽。
(2)使用泵使水槽內之磷酸根離子溶液以流速1.0mL/min自管柱之下部向上部之方向流動。通過管柱之溶液再次回收於水槽，反覆水槽-管柱間之循環。又，循環中添加鹽酸或氫氧化鈉溶液而調整磷酸根離子溶液之pH值。
(3)自運轉開始經過一定時間後，採取水槽內之磷酸根離子溶液，藉由利用Molybdenum Blue法之吸光光度計進行測定。
(4)基於測定值，求出磷酸根離子吸附量(mg/g)。
(5)將水槽內之磷酸根離子溶液之PO4 3-濃度調整至30mg/L。
(6)反覆進行(2)~(5)之操作直至吸附劑之磷酸根離子吸附量飽和為止。
(7)直至飽和為止之磷酸根離子吸附量之總和設為磷酸根離子可吸附量(mg/g)。
再者，上述(2)中之pH值之調整方法依照上述「高濃度磷酸根離子溶液中之磷酸根離子之可吸附量之算出方法」。
根據圖8之結果可知，低濃度磷酸根離子溶液中之磷酸根離子之可吸附量之測定中，以25000分鐘超過72.0mg/g。即，低濃度磷酸根離子溶液相對於高濃度區域之磷酸根離子溶液之磷吸附量之達成率為72.0(mg/g)/77.8(mg/g)×100=92.5(%)。據此，確認試驗例3中所使用之吸附劑對自低濃度區域至高濃度區域之整個濃度區域之磷酸根離子溶液，發揮優異之磷酸根離子之吸附能力。
<試驗例4>
試驗例4中，對吸附劑之氟化物離子之吸附能力進行試驗。
具體而言，將試驗例1中所製造之吸附劑(Ca2p濃度11.4原子%、Na1s濃度2.5原子%)0.2g、及表1所示之氟化物離子濃度之氟化鈉溶液20mL收容於容器。並且，向容器中添加鹽酸或氫氧化鈉溶液，調整至所需pH值。調整pH值後，於設定為25℃之恆溫槽內對容器進行一定時間攪拌。攪拌後，以3000rpm進行10分鐘之離心分離，藉由比色法測定上清液中之氟化物離子濃度。基於該測定值算出氟化物離子吸附量[mg/g]。其結果示於表1。
Figure 107126666-A0305-02-0037-1
根據表1之結果，確認試驗例1中所製造之吸附劑不僅對磷酸根離子，而且對氟化物離子亦發揮優異之吸附能力。
<試驗例5>
試驗例5中，對發泡玻璃材料進行鹼處理時，對鹼性溶液之NaOH濃度及溫度對磷酸根離子之吸附量所造成之影響進行試驗。
具體而言，對試驗例1中所使用之發泡玻璃材料A，一面適宜地調整鹼性溶液之NaOH濃度至1.0~6.5mol/L、鹼性溶液之溫度至80~210℃、 處理壓力至0.5~20個大氣壓(使用密閉容器，藉由水之蒸氣壓進行加壓)，一面進行1小時鹼處理而製造發泡玻璃。將於該等各條件下所製造之發泡玻璃作為吸附劑，藉由上述[高濃度磷酸根離子溶液中之磷酸根離子之可吸附量之測定方法]測定吸附劑之磷酸根離子可吸附量。其結果作為磷吸附量[mg/g]示於圖9、圖10。
根據圖9及圖10之結果可知，於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為140℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為5.0mol/L以上進行60分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，與鹼性溶液之溫度為120℃以下之情形相比，磷吸附量大幅增加。據此，可知於鹼性溶液之溫度為140℃以上之條件下進行高溫鹼處理而製造之吸附劑顯示40mg/g以上之優異之磷酸根離子吸附能力。
又，可知即便於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為150℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為1.5mol/L以上進行60分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，亦顯示40mg/g以上之優異之磷酸根離子吸附能力。
其中，可知於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為150℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為2.4mol/L以上進行60分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，顯示60mg/g以上之更優異之磷酸根離子吸附能力。
其中，可知於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為150℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為5.7mol/L以上進行60分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，顯示100mg/g以上之特別優異之磷酸根離子吸附能力。
又，可知即便於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為180℃以上且鹼性 溶液之NaOH濃度為1.2mol/L以上進行60分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，亦顯示40mg/g以上之優異之磷酸根離子吸附能力。
其中，可知於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為180℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為1.5mol/L以上進行60分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，顯示60mg/g以上之優異之磷酸根離子吸附能力。
其中，可知於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為180℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為3.2mol/L以上進行60分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，顯示100mg/g以上之特別優異之磷酸根離子吸附能力。
又，可知即便於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為210℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為1.0mol/L以上進行60分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，亦顯示40mg/g以上(60mg/g以上、100mg/g以上)之優異之磷酸根離子吸附能力。
<試驗例6>
試驗例6中，對發泡玻璃材料進行鹼處理時，對處理時間與磷酸根離子之吸附量之關係進行試驗。
具體而言，對試驗例1中所使用之發泡玻璃材料A，一面調整鹼性溶液之NaOH濃度至1.0~6.5mol/L、鹼性溶液之溫度至130~210℃、處理壓力至3~20個大氣壓(使用密閉容器，藉由水之蒸氣壓進行加壓)，一面進行鹼處理而製造發泡玻璃。將於該等各條件下所製造之發泡玻璃作為吸附劑，藉由上述[高濃度磷酸根離子溶液中之磷酸根離子之可吸附量之測定方法]測定磷酸根離子可吸附量。其結果作為磷吸附量[mg/g]示於表2及圖11(表2亦包括圖1~7、圖9~10中所記載之試驗結果)。
Figure 107126666-A0305-02-0040-2
根據圖11之結果可知，若為上述條件之鹼處理，則以10分鐘、30分鐘、1小時之較短之反應時間，可獲得優異之磷酸根離子吸附能力，特別是，可知鹼性溶液越是高濃度、高溫，則即便處理時間較短，亦可獲得越優異之磷酸根離子吸附能力。
例如，可知於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為150℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為5.0mol/L以上進行30分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，顯示60mg/g以上之優異之磷酸根離子吸附能力。
其中，可知於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為180℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為5.0mol/L以上進行30分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，顯示100mg/g以上之特別優異之磷酸根離子吸附能力。
例如，可知於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為180℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為5.0mol/L以上進行10分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，顯示40mg/g以上之優異之磷酸根離子吸附能力。
其中，可知於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為180℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為5.5mol/L以上進行10分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，顯示60mg/g以上之優異之磷酸根離子吸附能力。
以上，使用圖9~11及表2，對本發明之陰離子性物質吸附劑之製造方法，特別是自磷酸根離子吸附中之鹼性溶液之濃度依賴性、溫度依賴性、處理時間依賴性之方面進行了說明。如上所述，藉由濃度、溫度、時 間之3個參數，陰離子性物質之吸附量[mg/g]唯一地確定。換言之，可根據所要求之陰離子性物質之吸附量[mg/g]，調節處理溫度、鹼濃度、處理時間而製造本發明之陰離子性物質吸附劑。
又，上述實施例之陰離子性物質吸附劑係陰離子性物質之吸附能力優異，並且亦兼具實際使用時之發泡玻璃材料之處理性(例如，投入欲吸附陰離子性物質之污水、自污水撈出、撈出後與污泥分離)者。
<試驗例7>
試驗例7中，對發泡玻璃材料進行高加壓處理時，對鹼性溶液之溫度及處理壓力對磷酸根離子之吸附量所造成之影響進行試驗。
具體而言，對試驗例1中所使用之發泡玻璃材料A，一面調整鹼性溶液之NaOH濃度至5.0mol/L、鹼性溶液之溫度至80℃、95℃、處理壓力至0、100、1000、6000個大氣壓，一面進行1小時高加壓處理而製造發泡玻璃。又，準備使用碳化矽作為發泡劑而製造之發泡玻璃材料B。並且，對該發泡玻璃材料B，進行與發泡玻璃材料A相同之高加壓處理而製造發泡玻璃。將於該等各條件下所製造之發泡玻璃作為吸附劑，藉由上述[高濃度磷酸根離子溶液中之磷酸根離子之可吸附量之測定方法]測定磷酸根離子可吸附量。其結果作為磷吸附量[相對量]示於圖12。
根據圖12之結果可知，鹼性溶液之溫度95℃之條件下之高加壓處理與進行鹼性溶液之溫度80℃之條件下之高加壓處理之情形相比，於使用發 泡玻璃材料A及發泡玻璃材料B之任一情形時，均隨著處理壓力增大至100個大氣壓以上，吸附劑之磷吸附量大幅增加。又，確認利用鹼性溶液之溫度95℃、6000個大氣壓之高加壓處理製造之吸附劑顯示特別優異之磷吸附量。
<試驗例8>
基於利用XPS分析所得之吸附劑表面之Ca2p濃度及Na1s濃度評價吸附劑之吸附能力(氟化物離子之吸附量)。
具體而言，與試驗例1同樣地，準備使用碳酸鈣作為發泡劑而製造之發泡玻璃材料A。對該發泡玻璃材料A，適宜地調整處理壓力、處理溫度、處理時間，進行利用NaOH濃度5.5mol/L之氫氧化鈉溶液之高溫鹼處理，製造發泡玻璃表面之Ca2p濃度及Na1s濃度經調整之吸附劑(發泡玻璃材料之粒徑為直徑0.4~1.0cm)。該發泡玻璃材料A(鹼處理前)之利用XPS分析所得之Si2p之波峰區域與試驗例1同樣地為2.2eV，經高溫鹼處理之發泡玻璃材料A之Si2p峰之半值寬為2.4eV以上。
其次，對Ca2p濃度及Na1s濃度分別不同之吸附劑之氟化物離子之吸附量，藉由上述「實施方式」中所記載之[高濃度氟化物離子溶液中之氟化物離子之可吸附量之測定方法]分別進行測定。其結果作為氟吸附量[mg/g]示於圖13及圖14。
根據圖13及圖14之結果，確認吸附劑表面之Ca2p濃度越高則氟吸附量越增加，吸附劑表面之Na1s濃度越低則氟吸附量越增加。並且，確認 於吸附劑表面之Ca2p濃度為3.0原子%以上且Na1s濃度為8.5原子%以下之情形時，氟化物離子之可吸附量為10mg/g以上，發揮優異之吸附能力。又，確認於吸附劑表面之Ca2p濃度為5.0原子%以上且Na1s濃度為6.5原子%以下之情形時，氟化物離子之吸附量為20mg/g以上，發揮更優異之吸附能力。
又，根據圖3及圖4之結果，確認發泡玻璃材料A中，-SiO2較多，-SiOX較少，故而半值寬狹小，相對於此，成為吸附劑之發泡玻璃中，藉由鹼處理，-SiO2變少而-SiOX變多，半值寬變大。該半值寬為2.4eV以上之吸附劑(發泡玻璃)即便進行鹼處理，作為玻璃之基本骨架之-SiOX仍不崩解而殘留，該-SiOX有助於氟化物離子之吸附而發揮氟化物離子吸附能力。
<試驗例9>
基於利用汞滲法所得之比表面積及孔隙體積評價吸附劑之氟化物離子之吸附量。又，基於藉由上述「實施方式」中所記載之方法所測定之比重評價吸附劑之氟化物離子之吸附量。
具體而言，對試驗例8中所準備之發泡玻璃材料A，適宜地調整處理壓力、處理溫度、處理時間，進行利用NaOH濃度5.5mol/L之氫氧化鈉溶液之高溫鹼處理，製造發泡玻璃表面之比表面積、孔隙體積及比重經調整之吸附劑。並且，對比表面積、孔隙體積及比重分別不同之吸附劑之氟可吸附量，藉由上述[高濃度氟化物離子溶液中之氟化物離子之可吸附量之 測定方法]分別進行測定。其結果作為氟吸附量[mg/g]示於圖15~圖17。
根據圖15之結果，確認吸附劑之比表面積越大則氟吸附量越增加。又，根據圖16之結果，確認吸附劑之孔隙體積越大則氟吸附量越增加。又，根據圖17之結果，確認吸附劑之比重越小則氟吸附量越增加。
並且，確認於吸附劑之比表面積為15m2/g以上、孔隙體積為1.5cm3/g以上、或比重為0.65g/mL以下之情形時，均係氟化物離子之可吸附量為10mg/g以上，發揮優異之氟化物離子吸附能力。
又，確認於吸附劑之比表面積為30m2/g以上、孔隙體積為1.8cm3/g以上、或比重為0.58g/mL以下之情形時，均係氟化物離子之可吸附量為20mg/g以上，發揮優異之氟化物離子吸附能力。
<試驗例10>
試驗例10中，對發泡玻璃材料進行鹼處理時，對鹼性溶液之NaOH濃度及溫度對氟化物離子之吸附量所造成之影響、及處理時間與氟化物離子之吸附量之關係進行試驗。
具體而言，對試驗例1中所使用之發泡玻璃材料A，一面調整鹼性溶液之NaOH濃度至1.0~6.5mol/L、鹼性溶液之溫度至80~180℃、處理壓力至0.5~10個大氣壓(使用密閉容器，藉由水之蒸氣壓進行加壓)，一面進行鹼處理而製造發泡玻璃。將於該等各條件下所製造之發泡玻璃作為吸附劑，藉由上述[高濃度氟化物離子溶液中之氟化物離子之可吸附量之測定方法]測定氟化物離子可吸附量。其結果作為氟吸附量[mg/g]示於圖3及 圖18~20(表3亦包括圖13~17中所記載之試驗結果)。
Figure 107126666-A0305-02-0046-3
根據圖18~圖20之結果可知，若為上述條件之鹼處理，則以10分鐘、30分鐘、1小時、1.5小時之較短之反應時間，可獲得優異之氟化物離子吸附能力，特別是，可知鹼性溶液越是高濃度、高溫，則即便處理時間較短，亦可獲得越優異之氟化物離子吸附能力。
例如，可知於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為130℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為5.0mol/L以上進行60分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，顯示10mg/g以上之優異之氟化物離子吸附能力。
例如，可知於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為140℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為5.0mol/L以上進行60分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，顯示20mg/g以上之優異之氟化物離子吸附能力。
例如，可知於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為150℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為1.0mol/L以上進行60分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，顯示10mg/g以上之優異之氟化物離子吸附能力。
其中，可知於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為150℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為6.5mol/L以上進行10分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，顯示20mg/g以上之優異之氟化物離子吸附能力。
又，可知於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為150℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為5.0mol/L以上進行30分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，顯示30mg/g以上之優異之氟化物離子吸附能力。
又，可知於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為150℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為5.0mol/L以上進行60分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，顯示50mg/g以上之優異之氟化物離子吸附能力。
例如，可知於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為180℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為1.0mol/L以上進行60分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，顯示25mg/g以上之優異之氟化物離子吸附能力。
其中，可知於將以鹼性溶液之溫度(處理溫度)為180℃以上且鹼性溶液之NaOH濃度為5.0mol/L以上進行10分鐘鹼處理而獲得之發泡玻璃用作吸附劑之情形時，顯示40mg/g以上之特別優異之氟化物離子吸附能力。
以上，使用圖18~圖20及表3，對本發明之陰離子性物質吸附劑之製造方法，特別是自氟化物離子吸附中之鹼性溶液之濃度依賴性、溫度依賴性、處理時間依賴性之方面進行了說明。如上所述，藉由濃度、溫度、時間之3個參數，陰離子性物質之吸附量[mg/g]唯一地確定。換言之，可根據所要求之陰離子性物質之吸附量[mg/g]，調節處理溫度、鹼濃度、處理時間而製造本發明之陰離子性物質吸附劑。
又，上述實施例之陰離子性物質吸附劑係陰離子性物質之吸附能力優異，並且亦兼具實際使用時之發泡玻璃材料之處理性(例如，投入欲吸附陰離子性物質之污水、自污水撈出、撈出後與污泥分離)者。
<試驗例11>
藉由硝酸對吸附有磷酸根離子之吸附劑進行磷酸脫附處理，對磷酸根離子回收率進行試驗。
具體而言，將吸附有磷酸根離子99.6mg/g之吸附劑、及特定濃度之硝酸溶液收容於容器，於設定為25℃之恆溫槽內進行2小時或4小時攪拌。並且，攪拌結束後，以3000rpm進行10分鐘之離心分離，藉由利用Molybdenum Blue法之吸光光度計測定上清液中之磷酸根離子濃度。基於測定值，算出磷酸根離子回收率。其結果示於表4。
Figure 107126666-A0305-02-0049-4
根據表4之結果，確認可自吸附有磷酸根離子之吸附劑以較高之回收率回收磷酸根離子。
以上，對本發明之陰離子性物質之吸附劑進行了說明。上述實施例中，對磷(磷酸根離子等)、氟(氟化物離子等)進行了例示，但本發明之陰離子性物質之吸附劑不僅用於該等之吸附者，對於硼酸等其他陰離子性物質亦具有吸附能力，可用作吸附劑。

Claims (2)

  1. 一種陰離子性物質之吸附劑之製造方法，其具有將發泡玻璃材料於以3莫耳/L以上之量含有鹼金屬氫氧化物且為150℃以上之鹼性溶液中歷經10秒以上且1.5小時以內之特定時間進行處理之步驟，且以使用3000mg/L之磷酸根離子溶液將上述吸附劑於25℃下攪拌2小時之情況下，藉由吸光光度法算出之磷酸根離子可吸附量成為60mg/g以上之方式，選擇鹼金屬氫氧化物濃度、溫度、及時間。
  2. 如請求項1之方法，其中上述發泡玻璃材料係利用含有碳酸鈣之發泡劑發泡者。
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