WO2006080467A1

WO2006080467A1 - ハイドロタルサイト様化合物、臭化物イオン交換体、及びその利用

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Publication number: WO2006080467A1
Application number: PCT/JP2006/301368
Authority: WO
Inventors: Shinya Echigo; Sadahiko Itoh; Takeshi Miura
Original assignee: Kyoto University
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2006-01-27
Publication date: 2006-08-03
Also published as: JPWO2006080467A1

Abstract

　臭化物イオンを他のイオンに交換するのに好適な臭化物イオン交換体、及びこれを利用して臭化物イオンを減少させた浄化水の製造方法を提供する。本発明に係る臭化物イオン交換体は、ハイドロタルサイト様化合物を含んでいる。このハイドロタルサイト様化合物に含まれる陰イオンが水中の臭化物イオンと選択的に交換されることにより、原水中から臭化物イオンを効果的に除去することができる。

Description

明細書

ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物、臭化物イオン交換体、及びその利用技術分野

[0001] 本発明は、ハイド口タルサイト様ィ匕合物、臭化物イオン交換体、及びその利用に関するものであり、より詳細には、臭化物イオンを他のイオンに交換するのに好適なハイドロタルサイト様ィヒ合物及び臭化物イオン交換体、並びにこの臭化物イオン交換体を用いた浄ィ匕水の製造方法に関するものである。

背景技術

[0002] 水道における浄水処理は、固液分離プロセス、個別処理プロセス、及び消毒プロセスの 3つのプロセスを経て行われる。これらのプロセスのうち、固液分離プロセスでは

、濾過及び Z又は沈殿等により水中から懸濁物の除去を行う。そして個別処理プロセスでは、上記の固液分離プロセスでは除去できな!/、混入物の除去を個別に行う。これら 2つのプロセスにより水中力異物を除去した後、病原体を排除するために消毒プロセスを行う。

[0003] 上記の消毒プロセスとして、日本では塩素消毒が法的に義務付けられている。塩素消毒は、次亜塩素酸ナトリウム及び Z又は塩素ガスを原水に注入することによって行われる。塩素消毒の利点は、用いる薬剤が安価であるだけでなぐ大量の原水に対して強力な消毒効果を期待でき、さらには、遊離残留塩素により処理後も消毒効果が持続するところにある。しかしながら一方で、毒性のあるトリハロメタン類等の消毒副生成物（DBP； disinfection by-product)が発生すると!/ヽぅ問題を有して!/ヽる。

[0004] このトリハロメタン類等の消毒副生成物は、染色体異常の原因となることが知られている。ハロゲンを含む有機消毒副生成物としては、大別して、塩素原子を含む有機塩素化合物と、臭素原子を含む有機臭素化合物とがあるが、チャイニーズハムスターの肺細胞を用いた曝露実験等により、後者の方が毒性の高いことが知られている（文献 1参照)。従って、有機臭素化合物の発生を効果的に抑制できる技術が望まれている。

[0005] また、他の消毒プロセスとして、オゾン処理も頻繁に利用されて!、る。オゾン処理とは、放電等により発生させたオゾンの酸ィ匕カを利用して、消毒や微量汚染物質の分解を行うものである。上述した塩素消毒と同様に、このオゾン処理においても、臭素酸イオンを始めとする毒性のある消毒副生成物が発生することが知られている。日本国内では、平成 16年度から水道水質基準項目として臭素酸イオンの規制が開始されており、臭素酸イオンを抑制する技術の開発が急務となっている。

[0006] 臭素酸イオンを抑制するための方法としては、オゾンの注入量制御、 pH制御、及び中間体捕捉のための薬剤添加等が検討されている。

[0007] また、上述した有機臭素化合物及び臭素酸イオン等の臭素系消毒副生成物は、何れも水中の臭化物イオンを前駆体としている。従って、水中の臭化物イオンを除去するために、イオン交換榭脂及び Z又は逆浸透膜による臭化物イオンの除去について検討がなされている。

[0008] し力しながら、臭素系消毒副生成物の発生を効果的に抑制する技術は未だ確立されていない。特に、無機化合物を用いて臭素系消毒副生成物の発生を効果的に抑制する技術が確立されて、な、。

[0009] 例えば、上述したオゾンの注入量制御、 pH制御、及び中間体捕捉のための薬剤添カロについては、他の有機臭素系副生成物が生成するという問題、及び充分なォゾン濃度を維持できな、と、う問題を有して、る。

[0010] また、周知のようにイオン交換榭脂は有機物質カゝらなるので、健康に悪影響を及ぼす物質が臭化物イオンの除去の対象となる水に脱離 '溶出することが懸念されて、る。従って、イオン交換榭脂によって水道水の臭化物イオンを除去する場合、安全性について充分な検討を行わなければならない。し力も、イオン交換榭脂による臭化物ィオンの除去の場合、通常のものでは、他の陰イオンとの競合により臭化物イオンを選択的に除去することができな、と、う問題を有して!/、る。これは逆浸透膜にっヽても同様である。

[0011] ところで、陰イオンを交換する無機化合物として、ハイド口タルサイト様ィ匕合物 (層状複水酸化物）が知られている。例えば、文献 2には、 M¹ M² (N03) (OH) ·Η Οか

(1 2 2 らなる層状複合酸ィ匕物の層間に貴金属の微粒子を導入した多孔質複合体について記載されており、この多孔質複合体は、窒素酸化物を還元する触媒として機能することが開示されている。

[0012] また、文献 3には、金属原子が、 Mg"、及び A1"¹からなるハイド口タルサイト様化合物及びその製造方法にっ、て記載されて、る。

[0013] しかし、文献 2に記載されているハイド口タルサイト様ィ匕合物由来の複合体は、常温に近、温度で酸素や水蒸気の存在下に、水素を還元剤として窒素酸化物を効率的に還元するものであり、臭化物イオンを交換することについては何ら記載されていない。

[0014] また、文献 3に記載されているハイド口タルサイト様ィ匕合物については、化学的性質に関する知見がない。

[0015] 他方、陰イオンを交換する別の無機化合物として、アルミノケィ酸塩水和物であるァ口フェンが知られている。し力しながら、ァロフェンによる臭化物イオンの交換率（除去率）は低く、実用レベルには至っていない。

(文献 1)

Echigo S, Itoh ¾, Natsui T, Ara i Γ, Ando R. Contribution of brominated organic d isinfection by-products to the mutagenicity of drinking water. Water Science and Te chnology. 2004;50(5):321-328.

(文献 2)

日本国公開特許公報である特開 2004— 217444号公報（2004年 8月 5日公開） (文献 3)

Fernandez JM, Ulibarn MA, Labajos FM, Rives V. The effect of iron on the crystal line phases formed upon thermal decomposition of Mg-Al-Fe hydrotalcites. J Mater Chem. 1998;8(11):2507-2514.

発明の開示

[0016] 本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、臭化物イオンを他のイオンに交換するのに好適な無機化合物及びこれを用いた臭化物イオン交換体、並びにこれを利用して臭化物イオンを減少させた浄化水の製造方法を提供することにある。

[0017] 本発明者らは、上記課題に鑑みて鋭意検討した結果、ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物が臭化物イオンの交換に好適なことを見出し、本発明を完成させるに至った。

[0018] すなわち、本発明に係る臭化物イオン交換体は、上記の課題を解決するために、ハイド口タルサイト様ィ匕合物を含んでいることを特徴とする。なお、上記のハイド口タルサイト様化合物としては、層状複水酸化物、及びこれを焼成して得られうる複酸化物を含む。

[0019] そして、本発明に係る臭化物イオン交換体は、上記ハイド口タルサイト様ィ匕合物が 2 価金属である Mg及び 3価金属である A1を含んだものであることが好ましぐさらに 3 価金属である Feを含んだものであることがより好ましい。

[0020] あるいは、本発明に係る臭化物イオン交換体は、上記ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物力価金属である Ni及び 3価金属である Feを含んだものであってもよい。

[0021] さらには、本発明に係る臭化物イオン交換体は、上記ハイド口タルサイト様ィ匕合物力価金属である Co及び 3価金属である Feを含んだものであってもよい。

[0022] また、本発明に係る臭化物イオン交換体は、硫酸イオンに対する臭化物イオンの選択係数が 0. 18以上であることが好ましい。なお、上記"硫酸イオンに対する臭化物ィオンの選択係数"とは、後述する実施例の (イオン交換性試験)の項にお!、て記載されている方法によって算出されるものである。

[0023] また、本発明に係る臭化物イオン交換体は、上記ハイド口タルサイト様ィ匕合物が、次の一般式（1)

[M¹ M² M³ (OH) ][Α] ·ηΗ Ο …ひ）

(1-x) xy x(l-y) 2 x/m 2

(式中、 0<χ< 1であり、 0<y< lであり、 M¹は 2価金属原子であり、 M²及び M³は互いに異なる 3価金属原子であり、 Aは電離すると m価の陰イオンを生じる原子又は基である）

で表される化合物、又はこれを焼成して得られうる化合物であることが好まし、。

[0024] また、本発明に係る臭化物イオン交換体は、上記一般式（1)における M¹が Mgであり、 M²が A1であり、 M³が Feであることが好ましい。

[0025] また、本発明に係る臭化物イオン交換体は、上記一般式（1)における Xが、 0< x<

0. 3を満たすことが好ましい。

[0026] また、本発明に係る臭化物イオン交換体は、上記一般式（1)における Aが、 C1又は NOであることがより好ましい。

3

[0027] 本発明に係る浄化水の製造方法は、上記の課題を解決するために、上述した臭化物イオン交換体によって臭化物イオンを除去する臭化物イオン除去プロセスを含むことを特徴とする。

[0028] また、上記の浄ィ匕水の製造方法は、塩素消毒及び Z又はオゾン処理を行う消毒プ口セスをさらに含み、上記消毒プロセスの前に、上記臭化物イオン除去プロセスを行うものであってもよい。

[0029] 本発明に係るハイド口タルサイト様ィ匕合物は、上記課題を解決するために、次の一般式 (2)

[Mg Al Fe (OH) ][Α] · ηΗ O · ' · (2)

(1-x) xy x(l-y) 2 x/m 2

(式中、 0< x< 0. 2であり、 0< y< lであり、 Aは電離すると m価の陰イオンを生じる原子又は基である）

で表される化合物を焼成して得られうるものであることを特徴とする。

[0030] また、本発明に係るハイド口タルサイト様ィ匕合物は、上記一般式（2)における Xが 0.

2であり、 y力 ^0. 5であり、 Aが C1であり、 mが 1であることが好ましい。

[0031] 本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分わ力るであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。

図面の簡単な説明

[0032] [図 1]図 1は、ハイド口タルサイト様ィ匕合物の分子構造を示す図である。

[図 2]図 2は、本発明の一実施形態を示すものであり、浄化水の製造方法を示す工程図である。

[図 3]図 3は、本発明の一実施例を示すものであり、臭化物イオンの交換能を維持できる時間の比較結果を示した図である。

発明を実施するための最良の形態

[0033] 〔ハイド口タルサイト様ィ匕合物〕

まず、一般的なハイド口タルサイト様ィ匕合物について説明する。ノ、イド口タルサイトとは、 Mg Al (OH) - CO · ηΗ Oで表される天然鉱物の名称であり、これに類似の化合物で、一般式 [M¹ M² (OH) ][Α] ·ηΗ Oで表される化合物をノ、イド口タルサイ

(1-x) X 2 x/m 2

ト様化合物という。なお、上記一般式において、 M¹は 2価金属原子であり、 M²は 3価金属原子である。なお、 M¹及び M²は、それぞれ 2種類以上の金属原子であってもよい。また、 Aは、電離して m価の陰イオン (ァ-オン)を生じる原子又は基である。このノ、イド口タルサイト様ィ匕合物は、別名として、ハイド口タルサイト系化合物、層状複水酸化物、又は LDH (Layered Double Hydroxide)と呼ばれることもある。

[0034] ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物は、図 1に示すように、 [M¹ M² (OH) ]で表される部

(1- X) κ 2

分が複数のホスト層を形成し、そのホスト層とホスト層との間に、 A^m—及び H O分子か

2 らなるゲスト層が挟まれた構造となっている。すなわち、ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物は、ホスト層とゲスト層とが交互に積層した構造となっている。ホスト層は、 2価の金属ィオンを 3価の金属イオンが置換することにより全体として正の電荷を帯びており、この正の電荷をゲスト層の陰イオンが補償して！/、る。

[0035] ハイド口タルサイト様化合物は、インターカレーシヨンによって、ホスト層間の陰ィォン (A^m_)を他の陰イオンに交換する特性を有していることが知られている。従って、この特性により、ハイド口タルサイト様ィ匕合物は陰イオン交換体として機能することができる。

[0036] また、ハイド口タルサイト様ィ匕合物を焼成すると、ゲスト層の陰イオン及び H O分子

2 が脱離して、層状複水酸化物から複酸化物へと変化する。しカゝしながら、この複酸ィ匕物となったハイド口タルサイト様ィ匕合物を水溶液中に戻すと、ハイド口タルサイト様ィ匕合物は水溶液中の陰イオン及び H O分子を取り込んで層状複水酸化物に再生する

2

。つまり、ハイド口タルサイト様ィ匕合物は、焼成した複酸化物の状態であっても、陰ィオン交換体として機能することができる。なお本明細書では、層状複水酸化物だけでなぐこれを焼成して得られる複酸ィ匕物についてもハイド口タルサイト様ィ匕合物と称する。

[0037] なお、ハイド口タルサイト様ィ匕合物において、交換する対象となる陰イオンの選択性は、上記一般式中の 2価金属原子 (M¹)及び 3価金属原子 (M²)の組み合わせ、並びにそれらのモル比によって変化する。さらに、上記選択性は、分子ふるい効果により、陰イオン (A^m_)の種類によっても変化すると考えられて、る。 [0038] 〔ハイド口タルサイト様ィ匕合物及び臭化物イオン交換体〕

本発明に係るハイド口タルサイト様ィ匕合物及び臭化物イオン交換体の一実施形態につ、て説明すると以下の通りである。

[0039] 本実施形態に係る臭化物イオン交換体はハイド口タルサイト様ィ匕合物を含んで!/、る

。後述する実施例に示すように、ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物は、臭化物イオンを他のイオンに交換するための臭化物イオン交換体として用いることができる。

[0040] なお、臭化物イオン交換体は、ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物以外に、例えば錠剤にするための添加剤などを含んで、てもよ!/、。

[0041] そして、上記ハイド口タルサイト様ィ匕合物が含む金属原子としては特に限定されないが、後述する実施例に示すように、 2価金属である Mg及び 3価金属である A1を含んだものであることが好ましぐさらに 3価金属である Feを含んだものであることがより好ましい。

[0042] あるいは、後述する実施例に示すように、上記ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物は、 2価金属である Ni及び 3価金属である Feを含んだものであってもよい。さらには、後述する実施例に示すように、上記ハイド口タルサイト様ィ匕合物は、 2価金属である Co及び 3 価金属である Feを含んだものであってもよ!/、。

[0043] さらに、本実施形態に係る臭化物イオン交換体は、硫酸イオンに対する臭化物ィォンの選択係数が 0. 18以上であることが好ましい。なお、硫酸イオンに対する臭化物イオンの選択係数の算出方法は、後述する実施例における (イオン交換試験)の項に記載された方法によるものとする。

[0044] 従来のイオン交換榭脂を用いて臭化物イオンを交換する際、他の陰イオン、特に硫酸イオンが競合することにより、臭化物イオンを効率的に交換できない点が問題となつていた。上記の"硫酸イオンに対する臭化物イオンの選択係数"は、硫酸イオンを含む他の陰イオンの存在下で、硫酸イオンと比較して臭化物イオンをどの程度選択的に交換できるかを示す指標であり、上述した背景から、臭化物イオン交換体の有用性を示すのに好適な指標である。

[0045] これまで実用化されているイオン交換榭脂は、有機物であることに加えて、後述する実施例に示すように、 "硫酸イオンに対する臭化物イオンの選択係数"が 0. 06であり、このように選択係数が低いために、水溶液中の硫酸イオン等の他の陰イオンが競合して、臭化物イオンを効率的に除去できないと考えられる。これに対して、例えば" 硫酸イオンに対する臭化物イオンの選択係数"が 0. 18以上であれば、水溶液中に硫酸イオン等の他の陰イオンが存在しても、臭化物イオンを選択的に除去することができる。

[0046] なお、 "硫酸イオンに対する臭化物イオンの選択係数"は高ければ高いほど好ましく、具体的には、 0. 4以上であることがより好ましぐ 1以上であることがさらに好ましぐ 1. 5以上であることが特に好ましい。

[0047] また、ハイド口タルサイト様ィ匕合物は、次の一般式（1)

[M¹ M² M³ (OH) ][Α] ·ηΗ Ο …ひ）

(1-x) xy x(l-y) 2 x/m 2

で表されることが好ましい。

[0048] 上記の一般式（1)において、 2価金属原子 M¹は 1種類のみに限定されるものではなぐ 2種類以上の組み合わせであってもよい。なお、 M¹としては 2価金属原子であれば特に限定されるものではないが、例えば、 Mg、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Znの何れか又は組み合わせが挙げられ、 Mg、 Mn、 Niの何れか又は組み合わせであることが好ましい。

[0049] また、上記の一般式（1)において、 3価金属原子 (M²及び M³)は 2種類のみに限定されるものではなぐ 3種類以上の組み合わせであってもよい。なお、 M²及び M³としては、 3価金属原子であれば特に限定されるものではないが、例えば、 Al、 Cr、 Mn 、 Fe、 Co、 Gaの何れか又は組み合わせが挙げられる。これらのうち、 M²及び M³のそれぞれとしては、 Al、 Fe、 Mnの何れか又は組み合わせであることが好ましい。

[0050] なお、臭化物イオンに対する選択性の観点から、 M¹が Mgであり、 M²及び M³の一方が A1で他方力Feであることがより好ま U、。

[0051] また、上記の一般式（1)において、 A、すなわち陰イオンとなる原子又は基は特に限定されるものではないが、例えば、塩素原子 (C1)、硝酸基 (NO )、硫酸基 (SO ) 、炭酸基 (CO )、ケィ酸基 (SiO )、リン酸基 (PO )、過塩素酸基 (CIO )の何れか又

3 3 4 4

は組み合わせが好ましぐ中でも、塩素原子（C1)であることがより好ましい。これらの原子又は基は、百数十度の温度条件下でも安定なため、安定なハイド口タルサイト様化合物を合成することができる。

[0052] また、上記の一般式（1)において、 2価金属原子と 2つの 3価金属原子との組成比は特に限定されるものではないが、上記一般式（1)における Xが、 0< x< 0. 3を満たすこと力 S好ましく、 0. 15<x< 0. 25を満たすこと力 Sより好ましく、 0. 15<x< 0. 22を満たすことがさらに好ましい。これは、 Xが上記範囲よりも大きい場合、臭化物イオンの選択性力、さくなり、 Xが上記範囲よりも小さい場合、ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物の合成が難しくなるためである。

[0053] また、上記の一般式（1)において、 2つの 3価金属原子の組成比は特に限定されるものではないが、上記一般式（1)における yが、 0. 2<y< 0. 8を満たすことが好ましい。

[0054] また、上述したハイド口タルサイト様ィ匕合物は、層状複水酸化物の状態であるが、これを焼成して得られうる複酸ィ匕物の状態であってもよい。この場合、上記の一般式（1 )における陰イオンとなる原子又は基 (A)、及び H O分子が脱離するため、 Aの種類

2

は選択係数に殆ど影響を与えないと考えられる。従って、上記の一般式（1)における Aはハイド口タルサイト様ィ匕合物を合成できるものであればよい。なお、焼成の条件については後述する。

[0055] 本実施形態に係るハイド口タルサイト様化合物及び臭化物イオン交換体は、臭化物イオンを選択的に交換することができる。後述する実施例において説明するように、様々な陰イオンが含まれる水溶液力臭化物イオンを交換する際、通常のイオン交換榭脂を用いた場合では、例えば硫酸イオン等の他の陰イオンとの競合により、臭化物イオンを選択的に交換することができない。しかしながら、本実施形態に係るノ、イド口タルサイト様ィ匕合物又は臭化物イオン交換体を用いれば、硫酸イオン等の他の陰イオンとの競合を抑制し、臭化物イオンを選択的に交換することができる。

[0056] 〔臭化物イオン交換体に含まれるハイド口タルサイト様ィ匕合物の製造方法〕

上述したハイド口タルサイト様ィ匕合物の製造方法の一実施形態について説明すると以下の通りである。本実施形態では、上述した一般式（1)で表されるノ、イド口タルサイト様化合物を製造するものとする。

[0057] まず、一般式（1)における金属原子のイオン

又は Ms)のそれぞれと、陰イオン A^m—とを含む塩、すなわち M 、M²A 、及び M³A を、各塩のモル比が

2/m 3/m 3/m

一般式（1)における金属原子の組成比となるような比で混合する。すなわち、 M'A

2/m

、 M²A 、 M³A を、

3/m 3/m

(M¹のモル数）：（M²のモル数）：（M³のモル数） = (1 X) :xy:x(l -y) となるように混合して、この混合物を蒸留水に溶解して混合溶液を調製する。なお、 M³を含まなヽハイド口タルサイト様ィ匕合物を合成する場合は、上記の式にぉ、て y = 1とすればよい。

[0058] そして、混合溶液に対して、マイクロチューブポンプ等を用いてアンモニア水又は水酸ィ匕ナトリウム水溶液等の塩基性水溶液をゆっくり滴下する。この塩基性水溶液を滴下する速度は特に限定されるものではないが、 lOmlZ分以下であることが好ましい。この塩基性水溶液の滴下は、混合溶液の pHが充分に塩基性になるまで行う。なお、混合溶液の最終 pHは特に限定されるものではないが、 8以上 12以下であることが好ましぐ 9以上 11以下であることがより好ましぐ 9. 5以上 10. 5以下であることがさらに好ましい。

[0059] 次に、塩基性水溶液を滴下した混合溶液を水熱合成装置に移して加熱しながら攪拌する。なお、加熱する温度としては特に限定されるものではないが、 80°C以上 180 °C以下であることが好ましぐ 100°C以上 140°C以下であることがより好ましい。また、攪拌速度も特に限定されるものではないが、例えば 120rpmとすることができる。また、加熱及び攪拌の時間は特に限定されるものではないが、 12時間以上 96時間以下であることが好ましぐ 24時間以上 48時間以下であることがより好ましい。水熱合成装置にて加熱'攪拌した溶液は、その後、常温にて静置する。静置する時間としては特に限定されるものではないが、 24時間以上であることが好ましい。

[0060] 静置した溶液力沈殿物が得られるので、この沈殿物を吸引濾過した後洗浄する。

そして、洗浄後の沈殿物を電気炉で乾燥させる。電気炉で乾燥させる際の温度は特に限定されるものではないが、 80°C以下であることが好ましい。また、乾燥させる時間も特に限定されるものではな、が、例えば 24時間でもよ、。

[0061] 乾燥後の沈殿物は、本発明に係るハイド口タルサイト様ィ匕合物として用いることができる。また、ここまでの操作によって得られるノ、イド口タルサイト様ィ匕合物は層状複水酸ィ匕物の状態であり、複酸ィ匕物の状態のハイド口タルサイト様ィ匕合物を得るためには、さらに焼成プロセスを行う。

[0062] 焼成プロセスでは、乾燥後の沈殿物を電気炉等により焼成する。焼成する温度としては特に限定されるものではないが、 350°C以上 550°C以下であることが好ましい。また、焼成する時間も特に限定されるものではないが、 1時間以上 3時間以下であることが好ましぐ 2時間程度であることがより好ましい。そして、焼成後のハイド口タルサイト様ィ匕合物を乳鉢等で粉砕することによって、複酸ィ匕物の状態のハイド口タルサイト様ィ匕合物の粉末が得られる。得られたノ、イド口タルサイト様ィ匕合物の粉末は、デシケータ中にて保存する。

[0063] 〔臭化物イオン交換体の利用方法〕

上記の〔臭化物イオン交換体〕の項で述べた臭化物イオン交換体を用いて、水溶液中の臭化物イオンを交換する方法について説明すると以下の通りである。

[0064] まず、臭化物イオンを含む水溶液に対して、上述した臭化物イオン交換体を混合又は懸濁させ、混合液又は懸濁液にする。これにより、臭化物イオン交換体に含まれるハイド口タルサイト様ィ匕合物における陰イオン (A^m— )が、水溶液中の臭化物イオンと交換され、ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物に臭化物イオンが吸着されるとともに水溶液中の臭化物イオン濃度が減少する。

[0065] なお、臭化物イオン交換体と水溶液との接触時間は特に限定されるものではない力例えば 24時間としてもよい。また、このとき、臭化物イオン交換体を水溶液中の臭化物イオンと好適に接触させるために、混合液又は懸濁液を攪拌してもよい。

[0066] 臭化物イオン交換体と水溶液との接触後、ハイド口タルサイト様ィ匕合物を除去するために、混合液又は懸濁液をフィルタ一等で濾過する。これにより、臭化物イオンを吸着したノ、イド口タルサイト様ィ匕合物及び未反応のハイド口タルサイト様ィ匕合物がフィルター上にトラップされる。あるいは、混合液又は懸濁液を静置し、ハイド口タルサイト様ィ匕合物を充分に沈殿させた後、上清のみを回収してもよい。以上のようにして、臭化物イオンの減少した水溶液を得ることができる。

[0067] 臭化物イオン交換体は臭化物イオンを選択的に交換することができるので、本項におけるイオン交換方法によれば、臭化物イオンの他に硫酸イオン等の他の陰イオンを含む水溶液であっても、臭化物イオンを選択的に除去することができる。

[0068] 〔浄化水の製造方法〕

本発明に係る浄ィ匕水の製造方法の一実施形態について説明すると以下の通りである。本実施形態では一例として水道における浄水処理について説明する。

[0069] 本実施形態における浄化水の製造方法は、図 2に示すように、主として臭化物ィォン除去プロセス、固液分離プロセス、個別処理プロセス、及び消毒プロセスを含んでいる。

[0070] まず、水源から取水した原水に対して、臭化物イオン除去プロセスを行う（ステップ S Doこのプロセスは、上述した臭化物イオン交換体によって原水から臭化物イオンを除去するためのプロセスであり、具体的には、上述した臭化物イオン交換体を水中に添加することによって行われる。これにより、水中の臭化物イオンがハイド口タルサイト様ィ匕合物に含まれる陰イオンと交換され、原水中の臭化物イオンが減少する。なお、この後、フィルターによる濾過処理等によってノ、イド口タルサイト様ィ匕合物を除去してもよいし、後続の固液分離プロセスにてハイド口タルサイト様ィ匕合物を除去してもよい

[0071] 次に、固液分離プロセスを行う（ステップ S2)。この固液分離プロセスは、沈殿、浮上分離、及び Z又は濾過等を組み合わせることによって、水中から懸濁質を除去するプロセスである。また、懸濁質とともに、細菌類及び Z又は溶解成分の一部も除去する。なお、固液分離プロセスとしては公知の方法を用いることができ、例えば、緩速濾過システム、急速濾過システム、膜濾過システムの何れかのシステムを用いてもよい。

[0072] 次に、個別処理プロセスを行う（ステップ S3)。この個別処理プロセスは、ステップ S 2における固液分離プロセスでは除去できなかった異物を除去するためのプロセスである。個別処理プロセスとしては公知の方法を用いることができ、例えば、活性炭処理、オゾン処理、曝気処理、生物処理、海水淡水化処理の何れか又は組み合わせ等が挙げられる。活性炭処理では、活性炭に吸着させることにより、原水中から微量有機物等の除去を行う。また、オゾン処理では、オゾンの酸ィ匕カを利用して有機物を分解する。また、曝気処理では、水に溶存している揮発性物質を揮発させたり、空気中の酸素を利用して異物を酸化させたりする。また、生物処理では、微生物等を利用することにより、微生物の代謝の対象となる各種塩、有機物質、及び金属を原水中から除去する。海水淡水化処理では、逆浸透膜を利用する逆浸透膜法等により、海水等の原水から脱塩を行う。

[0073] 個別処理プロセスの後には、消毒プロセスを行う（ステップ S4)。消毒プロセスは、原水から病原体を除去するためのプロセスである。本実施形態では、消毒プロセスにおいて、塩素消毒及びオゾン処理の少なくとも何れかを行うものとする。塩素処理及びオゾン処理としては特に限定されるものではなぐ公知の処理方法を用いることができる。例えば、塩素処理では、次亜塩素酸及び Z又は塩素ガスを原水に注入する。また、例えば、オゾン処理では、オゾン発生装置等で発生させたオゾンを原水に吹き込む。これらの塩素処理及びオゾン処理は、塩素酸ィ匕物又はオゾンの酸ィ匕力により病原体を不活ィ匕することができる。また、消毒プロセスにおいて、さらに、二酸化塩素消毒、紫外線消毒、膜処理の何れか又は組み合わせを行ってもよい。ステップ S1 〜S4の処理〖こより、浄化水が得られる。

[0074] 本実施形態に係る浄ィ匕水の製造方法は、臭化物イオン交換体によって臭化物ィォンを除去する臭化物イオン除去プロセスを含んで!/、るので、原水から臭化物イオンを効率的に除去することができる。従って、臭化物イオンを減少させた浄ィ匕水を得ることができる。

[0075] また、塩素消毒では、原水中の臭化物イオンを前駆体として、トリノ、ロメタン等の有機臭素化合物が発生することが知られている。また、オゾン処理では、同様に原水中の臭化物イオンを前駆体として、臭素酸イオンが発生することが知られている。しかしながら、本実施形態に係る浄化水の製造方法によれば、塩素消毒及び Z又はォゾン処理等の消毒プロセスの前に臭化物イオン除去プロセスを行う構成となっているので、消毒プロセスに先立って臭化物イオンを減少させることができる。これにより、消毒プロセスにおいて有機臭素化合物及び臭素酸イオン等の臭素系消毒副生成物の発生を抑制することができ、臭素系消毒副生成物の少ない浄ィ匕水を得ることができる

[0076] なお、本実施形態では臭化物イオン交換体による臭化物イオン除去プロセスを固液分離プロセス及び個別処理プロセスの前に行う形態にっ、て説明したが、本発明に係る浄ィヒ水の製造方法はこれに限定されるものではなぐ例えば、臭化物イオン除去プロセスを消毒プロセスの直前に行ってもよい。

[0077] また、本実施形態では水道における浄水処理方法を例にとって説明した力本発明に係る浄ィヒ水の製造方法はこれに限定されるものではなぐ上記の臭化物イオン交換体を用いて原水力も臭化物イオンを減少させるものであればよい。なお、浄ィ匕水の製造方法の他の例としては、臭化物イオンの除去を目的とした、より小規模な水精製装置等に用いられる水精製方法等が挙げられる。

実施例

[0078] 〔ハイド口タルサイト様ィ匕合物の合成方法〕

以下の実施例及び比較例において、ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物を次のようにして合成した。

[0079] まず、ハイド口タルサイト様ィ匕合物に含まれる各金属と、ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物に含まれ、電離して陰イオンになる原子又は基とを含む各塩を、目的のノ、イド口タルサイト様ィ匕合物における組成比と等しいモル比で混合し、蒸留水 100mlに溶解させ、混合溶液を調製した。例えば、一般式（1)で表されるハイド口タルサイト様ィ匕合物の場合、 M¹及び Aが含まれる塩 M と、 M²及び Aが含まれる塩 M²Aと、 M³及び Aが含まれる塩 M³Aとを、（l—x) :xy:x (l—y)のモル比で混合し、蒸留水 100mlに溶解させ、混合溶液を調製した。なお、混合溶液 100ml中に溶解している金属イオンの総量は、 0. 25molとした。

[0080] この混合液に対して、マイクロチューブポンプ (東京理科機器株式会社製、 MP— 3 )を用いて、 pHが 9. 8になるまでアンモニア水を lmlZ秒で滴下した。

[0081] アンモニア水を滴下した溶液を水熱合成装置 (耐圧硝子工業株式会社製、 TEM

-D1000M)に注入し、 120°C、 120rpmの条件下で 24時間加熱し、その後常温で 24時間静置した。 [0082] 静置した溶液カゝら得られた乳白色の沈殿物を吸引濾過した後、洗浄した。洗浄した沈殿物を電気炉（日東化学株式会社製、 SH— OMT)を用いて、 80°Cにて 24時間乾燥させた。

[0083] 乾燥させた固体は、上記の電気炉を用いて 400°Cにて 2時間焼成した。

[0084] 焼成後のハイド口タルサイト様ィ匕合物を乳鉢で粉砕し、これを臭化物イオン交換体の試料とした。

[0085] 〔実施例 1：臭化物イオン除去率の評価〕

(実施例 1—1 〜 1— 14)

実施例 1では、焼成前の乾燥ハイド口タルサイト様ィ匕合物、及び焼成後のハイドロタルサイト様ィ匕合物について、臭化物イオンの除去率を測定した。なお、実施例 1で用 V、た全てのハイド口タルサイト様ィ匕合物は、電離して陰イオンになる原子又は基として C1を含有して!/、るものである。

[0086] 臭化物イオンを交換する対象となる対象溶液として、各種陰イオン (Br―、 Cl—、 NO―

3

、 SO ² )を 0. ImMずつ含む水溶液を調製した。この対象溶液 lOOmLと、焼成前の

4

乾燥ハイド口タルサイト様ィ匕合物 0. 100g、又は焼成後のハイド口タルサイト様ィ匕合物

0. 050gを加え、 24時間攪拌した。

[0087] ただし、実施例 1— 13 · 1 - 14では、各種イオンの濃度を ImMとし、ハイド口タルサイト様ィ匕合物の量を 1. OOOgとした。

[0088] 攪拌後の対象溶液から、ポアサイズが 0. 20 μ mのフィルターを用いて濾過することによりハイド口タルサイト様ィ匕合物を除去し、イオンクロマトグラフ（島津製作所株式会社製、 LC VPシステム）を用いて、 Br—の残存イオン濃度を定量した。

[0089] そして、臭化物イオンの除去率につ、て評価を行うために、臭化物イオンの初期添加濃度とイオン交換反応終了後の濃度から除去率を算出した。臭化物イオンの除去率（％)は、

(初期添加イオン濃度反応後イオン濃度) Z初期添加イオン濃度 X 100 として求めた。

[0090] また、本実施例ではハイド口タルサイト様ィ匕合物の添加濃度、又は初期イオン添カロ濃度が異なるものがあるので、これらを比較するために各々のノ、イド口タルサイト様ィ匕 (初期添加イオン濃度反応後イオン濃度) zハイド口タルサイト添加濃度として求めた。このイオン交換容量は、ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物の単位量あたりの臭化物イオン除去能力を示す指標となる。

[0091] この実験を、各組成のハイド口タルサイト様ィ匕合物について行った結果を表 1に示す。

[0092] [表 1]

なお、表 1において、焼成前の乾燥ノヽイド口タルサイト様ィ匕合物は「d」、焼成後のハイド口タルサイト様ィ匕合物は「_c」で表した。また、 Mg及び Niは 2価金属原子であり、 A 1及び Feは 3価金属原子であり、このことは以下の実施例においても同様である。

(比較例 1 1) ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物以外の陰イオン交換能を有する無機物質であるァロフェンについても同様の試験を行った。

[0094] 本比較例で用いたァロフェンの合成は、公知の文献 (大橋文彦ら「急速混合法による中空球状非晶質アルミノケィ酸塩クラスターの合成」、名古屋工業技術研究所報告、 Vol.46, No.8、 pp.397-404, 1997)に記載された方法に従って行った。その概略は次の通りである。 lOOmMオルトケィ酸ナトリウム lOOmLと 150mM塩化アルミニウム水溶液 lOOmLとを混合し、室内で 1時間攪拌した。その後、 0. 25 /z mのろ紙でろ過 •洗浄を行った。この際に回収された固形物を 300mLの純水に分散させ、 80°Cで 5 日間攪拌した後、ろ過 ·乾燥を経て最終的な生成物、すなわちァロフェンを得た。このァロフェンは、 Si/Al=0. 75である。合成して得たァロフェンの X線回折図形の概略形状は文献のものと一致しており、ァロフェンの合成に成功していることが示唆された。

[0095] そして、 Br―、 NO―、 SO ^2_をそれぞれ ImM含む水溶液に、上記のァロフェンを 1

3 4

gZLとなるように添加した。その後は、上記のハイド口タルサイト様ィ匕合物と同様にして、除去率及びイオン交換容量を測定した。

[0096] その結果、除去率は 2%で、イオン交換容量は 0. 020 (mol/g)であった。

[0097] (考察）

以上の結果から、ハイド口タルサイト様ィ匕合物が臭化物イオンを効率的に除去できることが明らかになり、ハイド口タルサイト様ィ匕合物を含む臭化物イオン交換体が有効であることが示された。

[0098] 〔実施例 2：臭化物イオン連続交換能の評価〕

上述した方法にて合成した焼成前又は焼成後のハイド口タルサイト様ィ匕合物を含む臭化物イオン交換体、並びに従来のイオン交換榭脂について、以下の方法を用いてイオン交換性試験を行った。本実施例では、各化合物が臭化物イオンの交換能をどの程度の期間維持できるかについて評価を行った。

[0099] 本実施例では、自然水を模した無機イオン溶液をカラムに流し、各種ィ匕合物を用いて臭化物イオン除去の連続処理を行った。

[0100] 試料溶液には、 C厂、 Br", NO―、 SO ^2_の 4つの陰イオンを Milli—Q水に溶解させたものを用いた。各種イオンの濃度については、実際の自然水を参考にして、順に 10mg/L、 200 gZL、 850 gZL、 10mg/Lに設定した。なお、本溶液のィオン等量濃度は 0. 506meqZLである。

[0101] カラムには、 Millipore製の Chromatography Column Vantage (登録商標） L (内径 1. 1cm)を用いた。このカラムの中央におよそ 10cmの隙間を作り、イオン交換体の流出を防ぐためにグラスファイバーろ紙を適当な形状に切り取り詰めた後にハイド口タルサイト様化合物などの試料化合物を入れ、上部カゝらも同様にグラスファイバーろ紙を詰め、固定した。連続的に処理させるため、加圧型定流量ポンプ (Waters製、 Sep— Pakコンセントレーター Plus)を用いて上向流の処理フローを組んだ。なお、本実験においてハイド口タルサイト様ィ匕合物をカラムに詰め込み余分な空間を与えず、完全なパッキングをしな力つたのはハイド口タルサイト様ィ匕合物の粒径が小さぐカラムのフィルターを目詰まりさせてしまうことから十分な滞留スペースを必要としたためである。このとき、試料ィ匕合物の試料溶液への理論的接触時間は 30秒〜 1分程度である。

[0102] ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物がオーバーフローせずにカラム実験を行える流量は lm LZmin程度であるためこの流量で試料溶液をカラムに通水した。そしてカラムから流出される処理後の溶液をビーカーに受け、 30分ないし 1時間ごとにサンプリングを行った。サンプリングは、上述の実施例 1と同様にイオンクロマトグラフによってイオン濃度を測定して行った。そして、 60%の臭化物イオン除去率が維持される時間を求めた。

[0103] (実施例 2— 1)

上述した合成方法に従って、 Mg、 Al、及び Feが 8 : 1： 1のモル比で含まれ、上記一般式（1)における Aが C1のハイド口タルサイト様ィ匕合物を合成した。

[0104] 焼成前のこのハイド口タルサイト様化合物 0. 2gについて、 60%の除去率が維持される時間を求めたところ、 14. 20時間であった。

[0105] (実施例 2— 2)

上述した合成方法に従って、 Mg、 Al、及び Feが 8 : 1： 1のモル比で含まれ、上記一般式（1)における Aが C1のハイド口タルサイト様ィ匕合物を合成し、焼成した。 [0106] 焼成後のこのハイド口タルサイト様化合物 0. 2gについて、 60%の除去率が維持される時間を求めたところ、 14. 30時間であった。

[0107] (実施例 2— 3)

上述した合成方法に従って、 Mg及び A1が 3 : 1のモル比で含まれ、上記一般式（1

)における Aが C1のハイド口タルサイト様ィ匕合物を合成した。

[0108] 焼成前のこのハイド口タルサイト様化合物 0. 2gについて、 60%の除去率が維持される時間を求めたところ、 5. 28時間であった。

[0109] (比較例 2— 1)

三菱ィ匕学製の強塩基性陰イオン交換榭脂であるダイヤイオン (登録商標） SA10

Aのスラリー 0. 2gについて、 60%の除去率が維持される時間を求めたところ、 4. 70 時間であった。

[0110] (比較例 2— 2)

Orica Watercare社製、 MIEX (登録商標）のスラリー 0. 2gについて、 60%の除去率が維持される時間を求めたところ、 0時間であった。すなわち、このイオン交換榭脂では、上記の条件で 60%の臭化物イオン除去率を達成できな力つた。

[0111] これらの結果をまとめて図 3に示す。

[0112] (考察）

以上の結果から、ハイド口タルサイト様ィ匕合物は臭化物イオンの除去能を長時間にわたって持続できることが示された。また、ハイド口タルサイト様ィ匕合物は、短時間の処理であっても、自然水の中に含まれる臭化物イオンを充分に除去できることが明らカゝとなった。

[0113] 〔実施例 3：臭化物イオン選択性の評価 1〕

上述した方法にて合成した焼成後のハイド口タルサイト様ィ匕合物を含む臭化物ィォン交換体、又は従来のイオン交換榭脂について、以下の方法を用いてイオン交換性試験を行った。本実施例では、各種イオンの共存下で臭化物イオンを選択的に除去できるか否かについて、評価を行った。

[0114] 臭化物イオンを交換する対象となる対象溶液として、各種陰イオン (Br―、 Cl—、 NO―

3

、 SO ²—、 HPO ²、及び CO ² )を ImMずつ含む水溶液を調製した。 [0115] この対象溶液 lOmLと、 0. lgのノ、イド口タルサイト様ィ匕合物を含む臭化物イオン交換体又は 0. lgの通常のイオン交換体とを 24時間接触させた。

[0116] 接触後の対象溶液から、ポアサイズが 0. 45 μ mのフィルターを用いて濾過することによりハイド口タルサイト様ィ匕合物を除去し、イオンクロマトグラフ（島津製作所株式会社製、 LC VPシステム）を用いて、 Br—及び SO ²の残存イオン濃度を定量した。

4

[0117] そして、残存イオン濃度と初期濃度との差を計算することにより、交換された (吸着した) Br—及び SO ²のイオン濃度を求めた。

4

[0118] 次に、臭化物イオンの分配係数を、

(交換された Br—濃度) Z (水中に残存して、る Br—濃度）

によって算出し、同様に、硫酸イオンの分配係数を、

(交換された SO ²濃度)

4 Z (水中に残存している SO ²濃度）

4

によって算出した。そして、

(臭化物イオンの分配係数) / (硫酸イオンの分配係数）

を、硫酸イオンに対する臭化物イオンの選択係数として評価に用ヽた。

[0119] (実施例 3— 1)

本実施例では、上述した合成方法に従って、 MgCl、 A1C1、及び FeCl · 6Η Οを

2 3 3 2

、 8 : l : lのモル比で混合することにょり、Mg :Al:Fe = 8 : l : lで、上記一般式（1)における Αが C1のハイド口タルサイト様ィ匕合物を合成した。

[0120] このハイド口タルサイト様ィ匕合物について、上述したイオン交換性試験を行ったところ、表 2に示すように、選択係数は 1. 75であった。

[0121] (実施例 3— 2)

Mg： A1： Fe = 6： 1： 1で、上記一般式（1)における Aが C1のハイド口タルサイト様化合物を合成した。

[0122] このハイド口タルサイト様ィ匕合物について、上述したイオン交換性試験を行ったところ、表 2に示すように、選択係数は 0. 43であった。

[0123] (実施例 3— 3)

Mg :Al:Ni= 3 : l : lで、上記一般式（1)における Aが C1のハイド口タルサイト様化合物を合成した。 [0124] このハイド口タルサイト様ィ匕合物について、上述したイオン交換性試験を行ったところ、表 2に示すように、選択係数は 0. 22であった。

[0125] (実施例 3— 4)

Mg :Fe = 8. 5 : 1. 5で、上記一般式（1)における Aが C1のハイド口タルサイト様化合物を合成した。

[0126] このハイド口タルサイト様ィ匕合物について、上述したイオン交換性試験を行ったところ、表 2に示すように、選択係数は 0. 29であった。

[0127] (実施例 3— 5)

Ni:Fe = 3 : 1で、上記一般式（1)における Aが C1のハイド口タルサイト様化合物を合成した。

[0128] このハイド口タルサイト様ィ匕合物について、上述したイオン交換性試験を行ったところ、表 2に示すように、選択係数は 0. 19であった。

[0129] (実施例 3— 6)

Mg： A1： Fe = 4： 1： 1で、上記一般式（1)における Aが C1のハイド口タルサイト様化合物を合成した。

[0130] このハイド口タルサイト様ィ匕合物について、上述したイオン交換性試験を行ったところ、表 2に示すように、選択係数は 0. 02であった。

[0131] (実施例 3— 7)

Mg :Al= 3 : 1で、上記一般式（1)における Aが C1のノ、イド口タルサイト様ィ匕合物を合成した。

[0132] このハイド口タルサイト様ィ匕合物について、上述したイオン交換性試験を行ったところ、表 2に示すように、選択係数は 0. 02以下であった。

[0133] (実施例 3— 8)

Mg :Al= 2 : 1で、上記一般式（1)における Aが C1のノ、イド口タルサイト様ィ匕合物を合成した。

[0134] このハイド口タルサイト様ィ匕合物について、上述したイオン交換性試験を行ったところ、表 2に示すように、選択係数は 0. 02以下であった。

[0135] (実施例 3— 9) Mg :Al= 3 : lで、上記一般式（1)における Aが NOのハイド口タルサイト様化合物

3

を合成した。

[0136] このハイド口タルサイト様ィ匕合物について、上述したイオン交換性試験を行ったところ、表 2に示すように、選択係数は 0. 02以下であった。

[0137] [表 2]

(比較例 3— 1)

市販のイオン交換体（Orica Watercare社製、 MIEX (登録商標））について、上述したイオン交換性試験を行ったところ、選択係数は 0. 06であった。

[0138] 〔実施例 4：臭化物イオン選択性の評価 2〕

上述した方法にて合成したノ、イド口タルサイト様ィ匕合物を含む臭化物イオン交換体につ、て、以下の方法を用いてイオン交換性試験を行った。

[0139] 臭化物イオンを交換する対象となる対象溶液として、臭化物イオンを lmM、硫酸ィオンを 0. 5mM含む水溶液を調製した。

[0140] この対象溶液 10mLと、 0. 2gのノ、イド口タルサイト様ィ匕合物を含む臭化物イオン交換体とを 24時間接触させた。

[0141] 接触後の対象溶液から、上述したイオン交換性試験 1と同様の方法で Br—及び SO

4

²一の残存イオン濃度を定量し、硫酸イオンに対する臭化物イオンの選択係数を求めた。 [0142] (実施例 4 1)

Co :Fe = 3 : 1で、上記一般式（1)における Aが C1のハイド口タルサイト様化合物を合成した。

[0143] このハイド口タルサイト様ィ匕合物について、上述したイオン交換性試験を行ったところ、表 3に示すように、選択係数は 0. 0200であった。

[0144] (実施例 4 2)

Co :Fe=4 : 1で、上記一般式（1)における Aが C1のハイド口タルサイト様化合物を合成した。

[0145] このハイド口タルサイト様ィ匕合物について、上述したイオン交換性試験を行ったところ、表 3に示すように、選択係数 ίま 0. 0286であった。

[0146] [表 3]

なお、表 3において、 Coは 2価金属原子であり、 Feは 3価金属原子である。

[0147] (考察）

以上の臭化物イオン選択性の評価 1, 2の結果から、特定の組成を有するハイド口タルサイト様ィ匕合物は、臭化物イオンの選択係数が高ぐ硫酸イオンの共存下での臭化物イオンの交換に特に適していることが明らかになった。

[0148] 以上のように、本発明に係る臭化物イオン交換体は、ハイド口タルサイト様ィ匕合物を含んでいるので、臭化物イオンを他のイオンに交換するために好適に利用できるという効果を奏する。

[0149] また、本発明に係る浄化水の製造方法は、上述したイオン交換体によって臭化物ィオンを除去するので、臭化物イオンを減少させた浄ィ匕水を製造できると、う効果を奏する。

[0150] また、本発明に係るハイド口タルサイト様ィ匕合物は、上述した一般式 (2)で表される化合物又はこれを焼成して得られうるものであるので、臭化物イオンを他のイオンに交換するために好適に利用できると、う効果を奏する。

[0151] 本発明は上述した実施形態及び実施例のみに限定されるものではなぐ請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書で示した数値範囲以外であっても、本発明の趣旨に反しな、合理的な範囲であれば、本発明に含まれることは、うまでもな!/、。

産業上の利用の可能性

[0152] 本発明に係る臭化物イオン交換体は、臭化物イオンを選択的に交換することができる。従って、臭化物イオンを除去する水精製装置や水道における浄水処理等に好適に利用することができる。

Claims

請求の範囲

[I] ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物を含んでいることを特徴とする臭化物イオン交換体。

[2] 上記ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物が 2価金属である Mg及び 3価金属である A1を含んだものであることを特徴とする請求項 1に記載の臭化物イオン交換体。

[3] 上記ハイド口タルサイト様ィ匕合物がさらに 3価金属である Feを含んだものであることを特徴とする請求項 2に記載の臭化物イオン交換体。

[4] 上記ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物が 2価金属である Mg及び 3価金属である Feを含んだものであることを特徴とする請求項 1に記載の臭化物イオン交換体。

[5] 上記ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物が 2価金属である Ni及び 3価金属である Feを含んだものであることを特徴とする請求項 1に記載の臭化物イオン交換体。

[6] 上記ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物が 2価金属である Co及び 3価金属である Feを含んだものであることを特徴とする請求項 1に記載の臭化物イオン交換体。

[7] 上記ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物の硫酸イオンに対する臭化物イオンの選択係数が

0. 18以上であることを特徴とする請求項 1に記載の臭化物イオン交換体。

[8] 上記ハイド口タルサイト様ィ匕合物が、次の一般式（1)

[M¹ M² M³ (OH) ][Α] ·ηΗ Ο …ひ）

(1-x) xy x(l-y) 2 x/m 2

(式中、 0<x< 1であり、 0<y< 1であり、 M¹は 2価金属原子であり、 M²及び M³は互いに異なる 3価金属原子であり、 Aは電離すると m価の陰イオンを生じる原子又は基である）

で表される化合物、又はこれを焼成して得られうる化合物であることを特徴とする請求項 1に記載の臭化物イオン交換体。

[9] 上記一般式（1)における M¹が Mgであり、 M²が A1であり、 M³が Feであることを特徴とする請求項 8に記載の臭化物イオン交換体。

[10] 上記一般式（1)における Xが、 0< x< 0. 3を満たすことを特徴とする請求項 9に記載の臭化物イオン交換体。

[II] 上記一般式（1)における Aが、 C1であることを特徴とする請求項 10に記載の臭化物イオン交換体。

[12] ノ、イド口タルサイト様ィ匕合物によって浄ィ匕対象の水から臭化物イオンを除去する臭化物イオン除去プロセスを含むことを特徴とする浄ィ匕水の製造方法。

[13] 上記臭化物イオン除去プロセスによって臭化物イオンが除去された浄化対象の水に対して塩素消毒及び Z又はオゾン処理を行う消毒プロセスをさらに含むことを特徴とする請求項 12に記載の浄化水の製造方法。

[14] 次の一般式 (2)

[Mg Al Fe (OH) ][Α] · ηΗ O · ' · (2)

(1-x) xy x(l-y) 2 x/m 2

(式中、 0< x< 0. 3であり、 0< y< 1であり、 Aは電離すると m価の陰イオンを生じる原子又は基である）

で表される化合物を焼成して得られうるものであることを特徴とするハイド口タルサイト様化合物。

[15] 上記一般式（2)における X力 SO. 2であり、 y力 . 5であり、 Aが C1であり、 mが 1であることを特徴とする請求項 14に記載のノ、イド口タルサイト様ィ匕合物。