WO2016208320A1 - 触媒回収方法 - Google Patents

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WO2016208320A1
WO2016208320A1 PCT/JP2016/065507 JP2016065507W WO2016208320A1 WO 2016208320 A1 WO2016208320 A1 WO 2016208320A1 JP 2016065507 W JP2016065507 W JP 2016065507W WO 2016208320 A1 WO2016208320 A1 WO 2016208320A1
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palladium
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conjugated diene
solution
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章人 中井
一法 古川
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日本ゼオン株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F6/00Post-polymerisation treatments
    • C08F6/06Treatment of polymer solutions
    • C08F6/08Removal of catalyst residues

Definitions

  • the present invention relates to a method for recovering a platinum group element contained in a solution containing a reaction mixture obtained by performing a hydrogenation reaction in the presence of a platinum group element-containing catalyst.
  • a method for selectively or partially hydrogenating carbon-carbon double bonds of a conjugated diene polymer is known as a useful means for modifying a conjugated diene polymer.
  • Hydrogenated conjugated diene polymers such as hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymers are produced on an industrial scale.
  • Such a hydrogenated conjugated diene polymer is produced, for example, by the following production process. That is, a monomer containing a conjugated diene is subjected to emulsion polymerization, a latex obtained by emulsion polymerization is coagulated and dried, and then a raw material polymer obtained by coagulation and drying is dissolved in an organic solvent (hydrogenation reaction solvent). Thus, a raw material polymer solution is obtained, and a platinum group element-containing catalyst is added thereto, followed by hydrogenation.
  • platinum group element-containing catalyst examples include platinum group elements and platinum group element compounds.
  • a platinum group element or a platinum group element compound can be used as a supported catalyst, for example, by supporting it on a carrier.
  • a platinum group element compound, for example, a platinum group element salt can be used as it is as a hydrogenation catalyst without being supported on a carrier.
  • the platinum group element particles of nano-order size are in a free state (or platinum group element).
  • the nano-order sized platinum group element particles existing in such a free state cannot be recovered. That is, when a supported catalyst is used as the platinum group element-containing catalyst, the platinum group element is separated from the solution containing the hydrogenated conjugated diene polymer by separating the supported catalyst by filtration or centrifugation. The supported supported catalyst itself can be recovered, but in the solution containing the hydrogenated conjugated diene polymer, the nano-order sized platinum group element particles remain in a free state.
  • the nano-order sized platinum group element particles could not be recovered.
  • a platinum group element salt is used as it is without being supported on a carrier as a platinum group element-containing catalyst, a platinum group element having a nano-order size is contained in a solution containing a hydrogenated conjugated diene polymer. The particles remained in a free state, and similarly, such a platinum group element particle having a nano-order size could not be recovered.
  • Patent Document 1 a solution containing a reaction mixture obtained by performing a hydrogenation reaction in the presence of a platinum group element-containing catalyst is brought into contact with an ion exchange resin having a specific functional group.
  • a method for recovering a platinum group element-containing catalyst present in a solution has been proposed.
  • in the technique of Patent Document 1 in order to recover the platinum group element-containing catalyst, it is necessary to stir the solution containing the reaction mixture obtained by the hydrogenation reaction for a long time after adding the ion exchange resin. There is a problem that the processing efficiency of the recovery of the platinum group element-containing catalyst is poor.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and from a solution containing a reaction mixture obtained by performing a hydrogenation reaction in the presence of a platinum group element-containing catalyst, platinum contained in the solution.
  • An object of the present invention is to provide a catalyst recovery method capable of recovering group elements satisfactorily.
  • the present inventors contact the solution containing the reaction mixture obtained by performing the hydrogenation reaction in the presence of a platinum group element-containing catalyst with a fiber membrane having a specific functional group on the surface, The inventors have found that platinum group elements contained in the solution can be recovered satisfactorily and have completed the present invention.
  • the present inventors contact a solution containing a reaction mixture obtained by performing a hydrogenation reaction in the presence of a platinum group element-containing catalyst with silica having a specific functional group on the surface, The present inventors have found that platinum group elements contained in the solution can be recovered well and have completed the present invention.
  • a fiber membrane having a surface containing a group containing an amino group or a thiol group on the surface, a solution containing a reaction mixture obtained by performing a hydrogenation reaction in the presence of a platinum group element-containing catalyst.
  • the catalyst recovery method of recovering the platinum group element contained in the said solution by making it contact with is provided.
  • a solution containing a reaction mixture obtained by performing a hydrogenation reaction in the presence of a platinum group element-containing catalyst, a silica having a group containing an amino group or a thiol group on the surface A catalyst recovery method for recovering platinum group elements contained in the solution by contacting is provided.
  • the platinum group element is preferably palladium.
  • the reaction mixture preferably contains a hydrogenated conjugated diene polymer.
  • a hydrogenation reaction step of obtaining a solution containing a hydrogenated conjugated diene polymer by hydrogenating the conjugated diene polymer in an organic solvent in the presence of a platinum group element-containing catalyst. And a solution containing the hydrogenated conjugated diene polymer in contact with a fiber membrane having a group containing an amino group or a thiol group on the surface, thereby recovering a platinum group element contained in the solution. And a process for producing a hydrogenated conjugated diene polymer.
  • a hydrogenation reaction step of obtaining a solution containing a hydrogenated conjugated diene polymer by hydrogenating the conjugated diene polymer in a solvent in the presence of a platinum group element-containing catalyst A catalyst recovery step of recovering a platinum group element contained in the solution by bringing a solution containing the hydrogenated conjugated diene polymer into contact with silica having a group containing an amino group or a thiol group on the surface;
  • a process for producing a hydrogenated conjugated diene polymer is provided.
  • a platinum group element contained in a solution is satisfactorily recovered from a solution containing a reaction mixture obtained by performing a hydrogenation reaction in the presence of a platinum group element-containing catalyst. be able to.
  • the catalyst recovery method of the present invention is a hydrogenation process using a platinum group element-containing catalyst in the manufacturing field of pharmaceuticals, agricultural chemicals, industrial chemicals, petroleum, petrochemical products, polymer products, fat products, edible oils, lubricants, fragrances, etc. It can be widely applied to the case of carrying out the reaction, and the platinum group element can be satisfactorily recovered from the solution containing the reaction mixture obtained by the hydrogenation reaction.
  • a reaction mixture obtained by a hydrogenation reaction to which the catalyst recovery method of the present invention can be applied is not particularly limited as long as it is a reaction mixture obtained by performing a hydrogenation reaction in the presence of a platinum group element-containing catalyst.
  • Examples of such a hydrogenation reaction include acetylene-bonded carbon represented by hydrogenation of acetylene to ethylene, hydrogenation of 3-hexyn-1-ol to cis-3-hexen-1-ol, and the like.
  • Hydrogenation reaction to carbon double bond Hydrogenation of gasoline (gasoline quality improvement), production of isooctane from diisobutylene, production of saturated glyceride from unsaturated glyceride, hydrogenated conjugated diene polymer from conjugated diene polymer Hydrogenation reaction of a carbon-carbon double bond to a saturated bond typified by the production of benzene; Hydrogenation reaction of a carbonyl group that produces the corresponding alcohol from cyclopentanone or cyclohexanone; Nitrile group or azomethine group (Schiff base) And the like.
  • the catalyst recovery method of the present invention can be suitably applied to those containing a hydrogenated conjugated diene polymer obtained by hydrogenating a conjugated diene polymer.
  • the method for producing a hydrogenated conjugated diene polymer of the present invention obtained by hydrogenating a conjugated diene polymer will be described in detail to illustrate the catalyst recovery method of the present invention.
  • the catalyst recovery method of the present invention is not limited to a solution for a hydrogenated conjugated diene polymer obtained by hydrogenating a conjugated diene polymer.
  • a catalyst recovery method using a fiber membrane having an amino group or a group containing a thiol group on the surface is exemplified, but in the catalyst recovery method of the present invention, as described later, an amino group or Instead of the fiber membrane having a group containing a thiol group on the surface, silica having a group containing an amino group or a thiol group on the surface may be used.
  • the method for producing the hydrogenated conjugated diene polymer of the present invention comprises: A hydrogenation reaction step of obtaining a solution containing a hydrogenated conjugated diene polymer by hydrogenating the conjugated diene polymer in the presence of a platinum group element-containing catalyst in an organic solvent; A catalyst recovery step for recovering a platinum group element contained in the solution by bringing a solution containing the hydrogenated conjugated diene polymer into contact with a fiber membrane having a group containing an amino group or a thiol group on the surface; .
  • Hydrogenation in the hydrogenation reaction step is a reaction in which at least a part of the carbon-carbon double bond contained in the conjugated diene polymer is hydrogenated and converted to a saturated bond.
  • the conjugated diene polymer used in the present invention is a conjugated diene monomer alone or in combination with a conjugated diene monomer and a monomer copolymerizable with the conjugated diene monomer. Alternatively, it is a polymer produced by a solution polymerization method, preferably an emulsion polymerization method.
  • the conjugated diene monomer for forming the conjugated diene polymer is not particularly limited as long as it is a polymerizable monomer having a conjugated diene structure.
  • 1,3-butadiene, 2-methyl-1 , 3-butadiene (isoprene), 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene and the like are preferable, and 1,3-butadiene is more preferable.
  • Examples of the monomer copolymerizable with the conjugated diene monomer include ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated nitrile monomers such as acrylonitrile, methacrylonitrile, and crotonnitrile; acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated carboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid and itaconic acid; ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated acids such as methyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, trifluoroethyl acrylate and methyl methacrylate Saturated carboxylic acid esters; ⁇ , ⁇ -ethylene unsaturated carboxylic acid amides such as acrylamide and methacrylamide; vinyl aromatic compounds such as styrene, ⁇ -methylstyrene, p-methylstyrene, diviny
  • conjugated diene polymer used in the present invention examples include a butadiene polymer, an isoprene polymer, a butadiene-styrene copolymer, an acrylonitrile-butadiene copolymer, an acrylonitrile-isoprene copolymer, and an acrylonitrile-butadiene-isoprene copolymer.
  • Polymer methacrylonitrile-butadiene copolymer, methacrylonitrile-isoprene copolymer, methacrylonitrile-butadiene-isoprene copolymer, acrylonitrile-methacrylonitrile-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene-methyl acrylate copolymer, Examples include acrylonitrile-butadiene-acrylic acid copolymer.
  • acrylonitrile-butadiene copolymers and methacrylonitrile-butadiene copolymers are preferable from the viewpoint of practicality and versatility as raw materials for producing hydrogenated conjugated diene polymers, and acrylonitrile- A butadiene copolymer is more preferred.
  • the composition ratio of the monomer units constituting the conjugated diene polymer is not particularly limited, but is 5 to 100% by weight of the conjugated diene monomer unit, and 95 to 0% by weight of the monomer unit copolymerizable therewith. It is preferably 10 to 90% by weight of the conjugated diene monomer unit, and more preferably 90 to 10% by weight of the monomer unit copolymerizable therewith.
  • the weight average molecular weight (gel permeation chromatography method, standard polystyrene conversion) of the conjugated diene polymer is not particularly limited, but is usually 5,000 to 500,000.
  • the emulsion polymerization method as a suitable method for preparing a conjugated diene polymer is generally a polymerization in an aqueous medium using a radical polymerization initiator.
  • a polymerization initiator or a molecular weight modifier is used. May be a known one.
  • the polymerization reaction may be any of batch, semi-batch and continuous, and the polymerization temperature and pressure are not particularly limited.
  • the emulsifier to be used is not particularly limited, and an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, a nonionic surfactant, and the like can be used, and an anionic surfactant is preferable. These emulsifiers may be used alone or in combination of two or more. The amount used is not particularly limited.
  • the solid content concentration of the conjugated diene polymer latex obtained by emulsion polymerization is not particularly limited, but is usually 2 to 70% by weight, preferably 5 to 60% by weight.
  • the solid content concentration can be appropriately adjusted by a known method such as a blending method, a dilution method, or a concentration method.
  • the hydrogenation reaction of the conjugated diene polymer may be performed in the latex state with respect to the latex obtained by emulsion polymerization.
  • the latex obtained by emulsion polymerization is coagulated and dried.
  • the resulting conjugated diene polymer rubber is preferably dissolved in a suitable organic solvent and carried out in the state of a polymer solution.
  • the latex can be coagulated and dried by a known method.
  • a treatment step for bringing the crumb obtained by coagulation into contact with a basic aqueous solution the resulting conjugated diene polymer rubber is treated with tetrahydrofuran (THF).
  • THF tetrahydrofuran
  • the pH of the polymer solution measured by dissolving in THF is preferably in the range of 7.2 to 12, more preferably 7.5 to 11.5, and most preferably 8 to 11.
  • the concentration of the conjugated diene polymer in the polymer solution during the hydrogenation reaction is preferably 1 to 70% by weight, more preferably 1 to 40% by weight, and particularly preferably 2 to 20% by weight.
  • the organic solvent include aliphatic hydrocarbons such as n-hexane, cyclohexane, and n-heptane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and chlorobenzene; acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isopropyl ketone, 2 -Ketones such as pentanone, 3-pentanone, cyclopentanone and cyclohexanone; ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane and anisole; esters such as ethyl acetate; Among these organic solvents, ketones are preferably used, and acetone is particularly preferably used.
  • a platinum group element-containing catalyst when performing the hydrogenation reaction, is used as the hydrogenation catalyst.
  • the platinum group element-containing catalyst is not particularly limited as long as it is a catalyst containing a platinum group element, that is, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, or platinum, but from the viewpoint of catalytic activity and availability, a palladium compound.
  • a rhodium compound is preferable, and a palladium compound is more preferable.
  • Two or more platinum group element compounds may be used in combination, but in this case as well, it is preferable to use a palladium compound as the main catalyst component.
  • a II-valent or IV-valent palladium compound is usually used, and the form thereof is a salt or a complex salt.
  • the palladium compound examples include palladium acetate, palladium cyanide, palladium fluoride, palladium chloride, palladium bromide, palladium iodide, palladium nitrate, palladium sulfate, palladium oxide, palladium hydroxide, dichloro (cyclooctadiene) palladium, Examples include dichloro (norbornadiene) palladium, dichlorobis (triphenylphosphine) palladium, sodium tetrachloropalladate, ammonium hexachloropalladate, and potassium tetracyanopalladate.
  • palladium acetate, palladium nitrate, palladium sulfate, palladium chloride, sodium tetrachloropalladate, and ammonium hexachloropalladate are preferable, and palladium acetate, palladium nitrate, and palladium chloride are more preferable.
  • rhodium compounds include rhodium chloride, rhodium bromide, rhodium iodide, rhodium nitrate, rhodium sulfate, rhodium acetate, rhodium formate, rhodium propionate, rhodium butyrate, rhodium valerate, rhodium naphthenate, rhodium acetylacetonate, oxidation Examples thereof include rhodium and rhodium trihydroxide.
  • the platinum group element-containing catalyst as the platinum group element-containing catalyst, the above-described palladium compound or rhodium compound may be used as it is, or a catalyst component such as the above-described palladium compound or rhodium compound is supported on a carrier, and supported type. It may be used as a catalyst.
  • the carrier for forming the supported catalyst may be any carrier that is generally used as a carrier for metal catalysts.
  • inorganic compounds containing carbon, silicon, aluminum, magnesium, etc. may be used.
  • the characteristics of the carrier are those having an average particle diameter of 10 nm to 100 nm and a specific surface area of 200 to 2000 m 2 / g. It is preferred to use.
  • Such a carrier is appropriately selected from known catalyst carriers such as activated carbon, activated clay, talc, clay, alumina gel, silica, diatomaceous earth, and synthetic zeolite.
  • Examples of the method for supporting the catalyst component on the carrier include an impregnation method, a coating method, a spray method, and a precipitation method.
  • the supported amount of the catalyst component is usually 0.5 to 80% by weight, preferably 1 to 50% by weight, more preferably 2 to 30% by weight as a ratio of the catalyst component to the total amount of the catalyst and the carrier.
  • the carrier carrying the catalyst component can be formed into, for example, a spherical shape, a cylindrical shape, a polygonal column shape, a honeycomb shape, or the like according to the type of reactor or the reaction mode.
  • a stabilizer for stabilizing these compounds should be used in combination. Is preferred. Hydrogenating compounds to be hydrogenated, such as conjugated diene polymers, at a high hydrogenation rate by allowing the stabilizer to exist in a medium in which a platinum group element-containing catalyst such as a palladium compound or rhodium compound is dissolved or dispersed. can do.
  • Such stabilizers include polymers of vinyl compounds having a polar group in the side chain such as polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, and polyalkyl vinyl ether; sodium polyacrylate, potassium polyacrylate, and the like.
  • a polymer of a vinyl compound having a polar group in the side chain, or a polyether is preferable.
  • polymers of vinyl compounds having a polar group in the side chain polyvinyl pyrrolidone and polyalkyl vinyl ether are preferable, and polymethyl vinyl ether is more preferable.
  • a reducing agent may be used in combination.
  • the reducing agent include hydrazines such as hydrazine, hydrazine hydrate, hydrazine acetate, hydrazine sulfate, and hydrazine hydrochloride, or compounds that liberate hydrazine. Etc.
  • the temperature of the hydrogenation reaction is usually 0 to 200 ° C., preferably 5 to 150 ° C., more preferably 10 to 100 ° C. By setting the temperature of the hydrogenation reaction within the above range, the reaction rate can be sufficient while suppressing side reactions.
  • the hydrogen pressure during the hydrogenation reaction is usually 0.1 to 20 MPa, preferably 0.1 to 15 MPa, more preferably 0.1 to 10 MPa.
  • the reaction time is not particularly limited, but is usually 30 minutes to 50 hours.
  • the hydrogen gas is preferably pressurized after first substituting the reaction system with an inert gas such as nitrogen and further substituting with hydrogen.
  • a solution containing a hydrogenated conjugated diene polymer can be obtained by separating the supported catalyst by filtration or centrifugation.
  • the platinum group element contained in the solution specifically, the nano order that is liberated in the solution.
  • a fiber membrane having an amino group or a group containing a thiol group on the surface is brought into contact with the platinum group element particles.
  • the nano-order sized platinum group element particles are adsorbed to collect free nano-order sized platinum group element particles.
  • a solution containing the platinum group element particles is used for dynamic light using a precision particle size distribution analyzer.
  • a particle diameter peak in the range of more than 1 nm and 90 nm or less when measured by a scattering method is preferable.
  • the platinum group element when a supported catalyst is used as the platinum group element-containing catalyst, the platinum group element is separated from the solution containing the hydrogenated conjugated diene polymer by separating the supported catalyst by filtration or centrifugation.
  • the supported catalyst contained can be recovered, but in the solution containing the hydrogenated conjugated diene polymer, nano-order sized platinum group element particles exist in a free state.
  • a solution containing a hydrogenated conjugated diene polymer has a nano-order size platinum group. Elemental particles exist in a free state.
  • a fiber membrane having a group containing an amino group or a thiol group on the surface thereof is brought into contact with a solution in which such nano-order sized platinum group element particles exist in a free state.
  • a solution in which such nano-order sized platinum group element particles exist in a free state By adsorbing free nano-order size platinum group element particles, free nano-order size platinum group element particles can be recovered.
  • Platinum group element particles can be adsorbed and recovered.
  • the protecting group is not particularly limited as long as it can protect the platinum group element particles.
  • a hydrogenation target compound such as a conjugated diene polymer, or a platinum group element as a platinum group element-containing catalyst can be used.
  • a stabilizer used as necessary.
  • the group containing amino groups or thiol groups is provided on the surface of the solution in which the platinum group element particles exist in a free state.
  • the fiber membrane By bringing the fiber membrane into contact, free nano-order sized platinum group element particles can be adsorbed, whereby free nano-order sized platinum group element particles can be recovered.
  • a fiber membrane having a group containing an amino group or a thiol group on the surface is fixed by a filter holder, and a syringe is connected to the filter holder.
  • a method of preparing a platinum group element particle recovery device, and adding a solution containing a hydrogenated conjugated diene polymer into a syringe of the platinum group element particle recovery device and filtering it can be mentioned.
  • the adsorption rate of platinum group element particles by the fiber membrane can be increased. Accordingly, the solution can be filtered more quickly while maintaining the adsorption rate of the platinum group element particles by the fiber film high, and thus the processing efficiency of the recovery of the platinum group element particles can be improved.
  • the pressure applied to the solution containing the reaction mixture obtained by performing the hydrogenation reaction in the presence of a platinum group element-containing catalyst is preferably It is 2 to 20 kg / cm 2 , more preferably 6 to 18 kg / cm 2 , still more preferably 10 to 15 kg / cm 2 .
  • the method of controlling the pressure applied to the solution containing the reaction mixture obtained by performing the hydrogenation reaction in the presence of a platinum group element-containing catalyst within the above range is not particularly limited. A method of controlling the pressure in the syringe of the group element particle recovery device within the above range with nitrogen gas or the like can be mentioned.
  • concentration of the polymer is preferably in the range of 0.001 to 20% by weight, more preferably 0.002 to 15% by weight, particularly preferably 0.005 to 10% by weight. By being in this range, the productivity of platinum group element particle recovery and the stability of the recovery efficiency are maintained, which is preferable.
  • the fiber membrane for forming a fiber membrane having a group containing an amino group or thiol group on the surface used in the present invention is not particularly limited, and a group containing an amino group or thiol group may be introduced on the surface. Any ceramic fiber membrane may be used as long as it can be used.
  • the ceramic constituting the ceramic fiber film generally indicates a sintered body obtained by baking and solidifying an inorganic substance, and a sintered body, powder, film, etc. of a sintered body of any inorganic compound regardless of metal or non-metal. Is included. Although it does not specifically limit as a ceramic which comprises a ceramic fiber membrane, For example, glass, cement, earthenware, porcelain, etc. are mentioned. Among these, glass is preferably used from the viewpoint that platinum group element particles can be recovered with higher efficiency by introducing a group containing an amino group or a thiol group to the surface.
  • the glass generally includes a solid including an amorphous material that exhibits a glass transition phenomenon when heated, and a substance that becomes a solid that exhibits a glass transition phenomenon when heated, and is not particularly limited. Examples thereof include oxides exhibiting a glass transition phenomenon, and substances that become an oxide exhibiting a glass transition phenomenon by heating at a high temperature, specifically silicon dioxide. In addition, the silica which shows the substance comprised by silicon dioxide or silicon dioxide is also contained in glass.
  • a glass fiber membrane formed by forming glass fibers into a film shape can be used as the ceramic fiber membrane.
  • Glass fiber is a fiber produced from glass as a raw material. For example, the average diameter is micron (1/1000 mm) by a method in which glass melted at a high temperature is wound at a high speed or blown away. ) Unit fibrous form. Glass fibers are generally classified into short fibers and long fibers, and are used in various applications. As the glass fiber constituting the glass fiber film used in the present invention, both such short fibers and long fibers can be used.
  • the type of glass constituting the glass fiber is not particularly limited.
  • aluminosilicate glass, aluminoborosilicate glass, uranium glass, potassium glass, silicate glass, crystallized glass, germanium glass, quartz glass, soda glass examples thereof include lead glass, barium silicate glass, borosilicate glass containing borate and silicate.
  • the fiber membrane having an amino group or thiol group-containing group used in the present invention can be obtained by introducing a group containing an amino group or a thiol group into the surface of such a fiber membrane.
  • the pore diameter of the fiber membrane having a group containing an amino group or thiol group on the surface is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 2.0 ⁇ m, more preferably 0.2 to 1.5 ⁇ m, and still more preferably 0. .3 to 1.0 ⁇ m.
  • the space velocity (SV) when filtering a solution containing a hydrogenated conjugated diene polymer is controlled to an appropriate range, and the processing efficiency of recovery of platinum group element particles Is better retained.
  • the contact area with the solution containing the hydrogenated conjugated diene polymer in the fiber membrane having a group containing an amino group or a thiol group on the surface is an appropriate range. And the adsorption rate of the platinum group element particles is better maintained.
  • the thickness of the fiber membrane having a group containing an amino group or thiol group on the surface is not particularly limited, but is preferably 300 to 8800 ⁇ m, more preferably 320 to 4400 ⁇ m, and still more preferably 350 to 3200 ⁇ m.
  • the adsorption rate of platinum group element particles in the case of filtering a solution containing a hydrogenated conjugated diene polymer is better maintained.
  • the space velocity (SV) in the case of filtering the solution containing the hydrogenated conjugated diene polymer is controlled to an appropriate range, and the platinum group element particles The recovery processing efficiency is better maintained.
  • the thickness of the fiber membrane having a group containing an amino group or a thiol group on the surface may be adjusted by changing the thickness of the fiber membrane itself having a group containing an amino group or a thiol group on the surface.
  • a plurality of fiber membranes having a group containing an amino group or a thiol group on the surface may be used.
  • the shape and size of the fiber membrane having a group containing an amino group or thiol group on the surface is not particularly limited and may be arbitrarily selected.
  • a circular sheet having a size of ⁇ 20 to 100 mm is used. Can be used.
  • the speed (SV) is preferably in the range of 100 to 2000 (1 / hr), and more preferably in the range of 400 to 600 (1 / hr).
  • the space velocity (SV) can be controlled by adjusting the pore diameter, thickness, shape, dimension, and the like of the fiber membrane having the above-described group containing an amino group or thiol group on the surface.
  • an amino group is formed as the amino group.
  • the hydrogen atom to be substituted may be substituted or unsubstituted, but an unsubstituted amino group that is not substituted, that is, in the form of “—NH 2 ” It is preferable to use it.
  • the adsorption effect of platinum group element particles may be reduced.
  • a fiber membrane having a group containing an amino group or a thiol group on the surface one having only a group containing an amino group on the surface or one having only a group containing a thiol group on the surface may be used.
  • those having both a group containing an amino group and a group containing a thiol group on the surface may be used.
  • the fiber membrane which has the group which contains an amino group at least on the surface from a viewpoint that it is excellent by the adsorption effect of platinum group element particle
  • the group containing an amino group that forms a fiber membrane having a group containing an amino group or a thiol group on the surface is a carbon provided with an amino group from the point that the adsorption effect of platinum group element particles can be further enhanced.
  • a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms is preferable, and a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms and having an amino group is more preferable.
  • the terminal of a hydrocarbon group is an amino group.
  • hydrocarbon group having an amino group may contain a heteroatom, and when it contains a heteroatom, the number of heteroatoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 6, for example.
  • the position of the hetero atom in the hydrocarbon group having an amino group is not particularly limited, and may be in the hydrocarbon chain of the hydrocarbon group (for example, —CH 2 —S—CH 2 —, —CH 2 And those containing a structure represented by —O—CH 2 — or —CH 2 —NH—CH 2 —).
  • a hetero atom means an atom of periodic table 15 group and 16 group.
  • Specific examples of the hetero atom include a nitrogen atom, an oxygen atom, a phosphorus atom, a sulfur atom, an arsenic atom, and a selenium atom.
  • a nitrogen atom, a sulfur atom, and an oxygen atom are preferable.
  • hydrocarbon group having an amino group When the hydrocarbon group having an amino group is a branched hydrocarbon group, it may have an amino group or a thiol group at the end of the branch.
  • the hydrocarbon group having an amino group may contain an aromatic hydrocarbon at the terminal.
  • Such an aromatic hydrocarbon may be a heteroaromatic compound in which an element other than carbon is contained in the ring structure, and may have one or more amino groups or thiol groups.
  • hydrocarbon group having an amino group examples include an aminomethyl group, a 2-aminoethyl group, a 3-aminopropyl group, a 4-aminobutyl group, and a 5-aminopentyl group.
  • hydrocarbon group having an amino group examples include groups represented by the following formulas (1) to (7).
  • the method for introducing the above-described hydrocarbon group having an amino group into the fiber membrane is not particularly limited.
  • a fiber membrane constituting a fiber membrane having a group containing an amino group or a thiol group on the surface In the case of using a material containing silicon, a method of performing a silane coupling treatment on the fiber membrane using an amino silane coupling agent having an amino group can be used.
  • the amino silane coupling agent is not particularly limited as long as it is a compound having a silicon-containing group and an amino group-containing group.
  • it contains a silicon-containing group and an amino group.
  • the alkylene group for linking the group containing silicon and the group containing an amino group is preferably an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. Further, an alkylene group having 3 carbon atoms is more preferable.
  • amino silane coupling agents include aminomethyltrimethoxysilane, aminomethylmethyldimethoxysilane, aminomethyltriethoxysilane, aminomethylmethyldiethoxysilane, 2-aminoethyltrimethoxysilane, 2-aminoethyltrimethoxysilane, Aminoethylmethyldimethoxysilane, 2-aminoethyltriethoxysilane, 2-aminoethylmethyldiethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyldimethylmethoxysilane, 3-amino Propyltriethoxysilane, 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, 3-aminopropyldimethylethoxysilane, 4-aminobutyltrimethoxysilane, 4-aminobutylmethyldimethoxysilane,
  • a thiol group is provided because the adsorption effect of platinum group element particles can be further enhanced.
  • the hydrocarbon group is preferably a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms having a thiol group.
  • a hydrocarbon group provided with a thiol group it is preferable that the terminal of a hydrocarbon group is a thiol group.
  • hydrocarbon group provided with a thiol group the linear and branched hydrocarbon group which may have a substituent is mentioned.
  • a hydrocarbon group having a thiol group may contain a heteroatom, and when it contains a heteroatom, the number of heteroatoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 6, for example.
  • the position of the hetero atom in the hydrocarbon group having a thiol group is not particularly limited, and may be in the hydrocarbon chain of the hydrocarbon group (for example, —CH 2 —S—CH 2 —, —CH 2 And those containing a structure represented by —O—CH 2 — or —CH 2 —NH—CH 2 —).
  • hydrocarbon group having a thiol group is a branched hydrocarbon group, it may have an amino group or a thiol group at the end of the branch.
  • the hydrocarbon group having a thiol group may contain an aromatic hydrocarbon at the terminal.
  • an aromatic hydrocarbon may be a heteroaromatic compound in which an element other than carbon is contained in the ring structure, and may have one or more amino groups or thiol groups.
  • hydrocarbon group having such a thiol group examples include a mercaptomethyl group, Examples include 2-mercaptoethyl group, 3-mercaptopropyl group, 4-mercaptobutyl group, 5-mercaptopentyl group and the like.
  • hydrocarbon group having such a thiol group examples include groups represented by the following formulas (8) to (12).
  • the method for introducing the above-described hydrocarbon group having a thiol group into the fiber membrane is not particularly limited.
  • a fiber membrane constituting a fiber membrane having an amino group or a group containing a thiol group on the surface When using what contains silicon, the method of performing a silane coupling process can be used with respect to a fiber membrane using the thiol-type silane coupling agent provided with a thiol group.
  • the thiol-based silane coupling agent is not particularly limited as long as it is a compound having a silicon-containing group and a thiol group-containing group.
  • it contains a silicon-containing group and a thiol group.
  • the alkylene group for linking the group containing silicon and the group containing a thiol group is preferably an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. Further, an alkylene group having 3 carbon atoms is more preferable.
  • thiol-based silane coupling agents include mercaptomethyltrimethoxysilane, mercaptomethylmethyldimethoxysilane, mercaptomethyltriethoxysilane, mercaptomethylmethyldiethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2- Mercaptoethylmethyldimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 2-mercaptoethylmethyldiethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyldimethylmethoxysilane, 3-mercapto Propyltriethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, 3-mercaptopropyldimethylethoxysilane, 4-mercaptobutyl Rimethoxysilane, 4-mercaptobutylmethyldimeth
  • an activation treatment that activates the surface of the fiber membrane in advance.
  • an activation process For example, the method of wash
  • the temperature condition for the stirring with shaking is not particularly limited, but is preferably 20 to 100 ° C., more preferably 30 to 80 ° C.
  • the stirring time at the time of shaking stirring is not particularly limited, but is preferably 20 to 300 minutes, more preferably 60 to 150 minutes.
  • the concentration of hydrogen peroxide in the aqueous solution is preferably 20 to 80% by weight, more preferably 40 to 50%. % By weight.
  • any one of sodium hydroxide, potassium hydroxide, and ammonia is included.
  • An aqueous solution or an aqueous solution containing two or more may be used, but the total concentration of sodium hydroxide, potassium hydroxide, and ammonia in the aqueous solution (that is, the concentration of sodium hydroxide in the aqueous solution)
  • the total concentration of potassium hydroxide and ammonia is preferably 0.01 to 10 mol / L, more preferably 0.5 to 5 mol / L.
  • the present invention provides a platinum group element contained in a solution by bringing a solution containing a reaction mixture obtained by a hydrogenation reaction into contact with a fiber membrane having a group containing an amino group or a thiol group on the surface. Specifically, nano-order sized platinum group element particles that exist in a free state in a solution are adsorbed on a fiber membrane having a group containing an amino group or a thiol group on the surface, and are collected thereby. Such a platinum group element can be efficiently recovered.
  • a platinum group in a solution containing a reaction mixture obtained by a hydrogenation reaction by a method such as filtration using a fiber membrane having a group containing an amino group or a thiol group on the surface. Since the element particles can be adsorbed and recovered, the space velocity (SV) when the solution is processed can be further increased, thereby further improving the processing efficiency of the recovery of the platinum group element particles. it can.
  • the fiber membrane having a group containing an amino group or a thiol group on the surface used in the present invention is used for an organic solvent that forms a solution containing a reaction mixture obtained by a hydrogenation reaction. Since it is insoluble, it does not remain or react with such an organic solvent, and such an organic solvent can be suitably reused. As a result, production efficiency can be increased.
  • a method using a fiber membrane having a group containing an amino group or a thiol group on the surface is exemplified as the catalyst recovery method.
  • an amino group or a thiol group is used.
  • silica having a group containing an amino group or a thiol group on the surface may be used.
  • the method for producing a hydrogenated conjugated diene polymer is: A hydrogenation reaction step of obtaining a solution containing a hydrogenated conjugated diene polymer by hydrogenating the conjugated diene polymer in the presence of a platinum group element-containing catalyst in a solvent; A catalyst recovery step of recovering a platinum group element contained in the solution by bringing a solution containing the hydrogenated conjugated diene polymer into contact with silica having a group containing an amino group or a thiol group on the surface; Is provided.
  • a method for adsorbing platinum group element particles to silica having a group containing an amino group or a thiol group on the surface is not particularly limited. (1) A silica having a group containing an amino group or a thiol group on the surface is used. And a method of adding and stirring in a solution containing a hydrogenated conjugated diene polymer, or (2) a silica having a group containing an amino group or a thiol group on the surface thereof. The method of passing through a column packed with s.
  • the concentration of the coalescence is preferably in the range of 0.001 to 20% by weight, more preferably 0.002 to 15% by weight, particularly preferably 0.005 to 10% by weight. By being in this range, the productivity of platinum group element particle recovery and the stability of the recovery efficiency are maintained, which is preferable.
  • silica having a group containing an amino group or a thiol group on the surface is added to a solution containing a hydrogenated conjugated diene polymer and stirred, the addition ratio is “hydrogenated conjugated diene polymer: amino
  • the weight ratio of “silica having a group or a group containing a thiol group on the surface” is preferably in the range of 1: 0.01 to 1: 100, more preferably in the range of 1: 0.01 to 1:50. Can do.
  • the contact temperature when the silica having an amino group or thiol group-containing group is brought into contact with the solution containing the hydrogenated conjugated diene polymer is preferably 10 to 150 ° C., more preferably 20 to
  • the contact time is 120 ° C. and preferably 10 minutes to 100 hours, more preferably 30 minutes to 72 hours.
  • the space velocity (SV) is 0.1 to 50.
  • a range of (1 / hr) is preferable, and a range of 0.2 to 10 (1 / hr) is more preferable.
  • the space velocity (SV) adjusts the pressure when, for example, a solution containing a hydrogenated conjugated diene polymer is passed through a column filled with silica having a group containing an amino group or a thiol group on the surface. Can be controlled.
  • the amino group is a hydrogen that forms an amino group.
  • the atom may be substituted with an alkyl group or the like, or may be unsubstituted, but is an unsubstituted amino group that is not substituted, that is, in the form of “—NH 2 ”. It is preferable to use one. For example, in the case of a substituted amino group substituted with an alkyl group or the like, the adsorption effect of platinum group element particles may be reduced.
  • silica having a group containing an amino group or a thiol group on the surface one having only a group containing an amino group on the surface or one having only a group containing a thiol group on the surface may be used. Alternatively, those having both a group containing an amino group and a group containing a thiol group on the surface may be used. Especially, it is preferable to use the silica which has the group which contains an amino group at least on the surface from a viewpoint that it is excellent by the adsorption effect of platinum group element particle
  • an amino group that forms a fiber membrane having the group containing an amino group or a thiol group on the surface is included.
  • a group similar to the group to be used can be used.
  • a thiol group that forms a silica having an amino group or a group containing a thiol group on the surface a thiol group that forms a fiber membrane having the above-described group containing an amino group or a thiol group on the surface A group similar to the group containing can be used.
  • the average particle diameter of the silica having a group containing an amino group or a thiol group on the surface is not particularly limited, but is preferably 1 ⁇ m to 10 mm, more preferably 2 ⁇ m to 1 mm.
  • the amino group or thiol group is contained.
  • a platinum group element contained in a solution is obtained by bringing a solution containing a reaction mixture obtained by a hydrogenation reaction into contact with silica having a group containing an amino group or a thiol group on the surface. More specifically, the nano-order sized platinum group element particles existing in a free state in the solution are adsorbed on silica having a group containing an amino group or a thiol group on the surface, and are recovered thereby. Such a platinum group element can be efficiently recovered.
  • the silica having a group containing an amino group or a thiol group on the surface used in the present invention can be used against an organic solvent that forms a solution containing a reaction mixture obtained by a hydrogenation reaction. Since it is insoluble, it does not remain in or react with such an organic solvent, and such an organic solvent can be suitably reused. As a result, production efficiency can be increased.
  • the filtrate obtained by filtering the hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer solution obtained by the hydrogenation reaction was subjected to dynamic light scattering using a precision particle size distribution analyzer “DLS8000” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). By measuring, the particle diameter of platinum group element particles in the filtrate was measured.
  • the filtrate in which the peak of the particle diameter was observed in the range of more than 1 nm and 90 nm or less was judged to contain nano-order sized platinum group element particles.
  • Production Example 1 A reactor was charged with 2 parts of potassium oleate, 180 parts of ion exchanged water, 37 parts of acrylonitrile, and 0.5 part of t-dodecyl mercaptan in this order. Next, after replacing the inside of the reactor with nitrogen, 63 parts of butadiene was added, the reactor was cooled to 10 ° C., and 0.01 parts of cumene hydroperoxide and 0.01 parts of ferrous sulfate were added. . The contents were then stirred for 16 hours while maintaining the reactor at 10 ° C.
  • a silica-supported palladium (Pd) catalyst (Pd amount is 1000 ppm by weight in the ratio of “Pd metal / acrylonitrile-butadiene copolymer”) is added to the acetone solution of the obtained acrylonitrile-butadiene copolymer.
  • Pd amount is 1000 ppm by weight in the ratio of “Pd metal / acrylonitrile-butadiene copolymer”
  • Pd amount is 1000 ppm by weight in the ratio of “Pd metal / acrylonitrile-butadiene copolymer”
  • the reaction system was cooled to room temperature, and the hydrogen in the system was replaced with nitrogen. Then, the silica-supported palladium catalyst was recovered by filtering the hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer solution obtained by the hydrogenation reaction. A part of the obtained filtrate is collected, poured into 10 times the amount of water to precipitate a polymer, and the obtained polymer is dried in a vacuum dryer for 24 hours to obtain a solid state. A hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer was obtained. With respect to the obtained solid hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer, the amount of palladium in the copolymer was measured by atomic absorption measurement.
  • the amount of palladium was 145 ppm by weight.
  • the obtained hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer had an iodine value of 7.4. Furthermore, when a part of the obtained filtrate was collected and the particle diameter of the platinum group element particles was evaluated by the method described above, the peak of the particle diameter was in the range of more than 1 nm and 90 nm or less.
  • Production Example 2 In the same manner as in Production Example 1, an acrylonitrile-butadiene copolymer (NBR) latex was obtained, coagulated and then dissolved in acetone, so that an acrylonitrile-butadiene copolymer having a polymer content of 15% by weight was obtained. An acetone solution of was obtained.
  • NBR acrylonitrile-butadiene copolymer
  • the catalyst solution prepared above was added to the obtained acrylonitrile-butadiene copolymer acetone solution in an amount of 250 ppm by weight in the ratio of “Pd metal / acrylonitrile-butadiene copolymer”. This was put into an autoclave with a stirrer, and dissolved oxygen was removed by flowing nitrogen gas for 10 minutes. Next, after the system was replaced twice with hydrogen gas, 5 MPa of hydrogen was pressurized, and the contents were heated to 50 ° C. and stirred for 6 hours to carry out a hydrogenation reaction.
  • a hydrogen peroxide-treated glass fiber membrane was obtained by immersing in an aqueous solution diluted with 0.0 parts at 60 ° C. for 30 minutes and using a shaker with stirring. Thereafter, the hydrogen peroxide-treated glass fiber membrane taken out from the aqueous solution was thoroughly washed with distilled water, and 0.2 part of 3-aminopropyltriethoxysilane as a silane coupling agent was added with 48.0 parts of distilled water.
  • a silane coupling treatment was performed by shaking and stirring at 80 ° C. for 2 hours using a shaker.
  • the hydrogen peroxide-treated glass fiber membrane subjected to the silane coupling treatment is thoroughly washed with methanol and distilled water, and then dried at 120 ° C. for 2 hours to fix the silane coupling agent.
  • a group-modified glass fiber membrane (C-1) was obtained.
  • the aminopropyl group-modified glass fiber membrane (C-1) was subjected to wide scan and narrow scan under normal measurement conditions by X-ray photoelectron spectroscopy analysis (model number “PHI5000 VersaProbe II”, manufactured by Ulvac-Phi). went.
  • the content ratio of each element in the glass fiber film (A-1) is as follows: carbon (C) 5.2 atomic%, nitrogen (N) 0 atomic%, oxygen (O) 64.5 atomic%, silicon (Si ) 24.9 atomic%.
  • the content of each element in the aminopropyl group-modified glass fiber membrane (C-1) is as follows: carbon (C) 12.2 atom%, nitrogen (N) 2.1 atom%, oxygen (O) 57.4 atom %, Silicon (Si) 25.5 atomic%.
  • glass fiber membrane (A-2) made of borosilicate glass (trade name “ADVANTEC GB-100R” (pore diameter 0.6 ⁇ m)) 0.1
  • An aminopropyl group-modified glass fiber membrane (C-2) was obtained in the same manner as in Production Example 3 except that the parts were used, and the measurement was performed in the same manner.
  • the content ratio of each element in the glass fiber film (A-2) is as follows: carbon (C) 5.1 atomic%, nitrogen (N) 0 atomic%, oxygen (O) 64.6 atomic%, silicon (Si ) 25.3 atomic%.
  • the content of each element in the aminopropyl group-modified glass fiber membrane (C-2) is as follows: carbon (C) 12.3 atomic%, nitrogen (N) 2.3 atomic%, oxygen (O) 57.6 atoms. %, Silicon (Si) 25.4 atomic%. From this result, nitrogen (N) that was not detected from the glass fiber membrane (A-2) was detected from the aminopropyl group-modified glass fiber membrane (C-2) after the silane coupling treatment, From this, it was confirmed that an amino group was introduced into the glass fiber membrane (A-2) by the silane coupling agent.
  • glass fiber membrane (A-3) made of borosilicate glass (trade name “ADVANTEC GF-75” (pore diameter 0.3 ⁇ m)) 0.1
  • An aminopropyl group-modified glass fiber membrane (C-3) was obtained in the same manner as in Production Example 3 except that the parts were used, and the measurement was performed in the same manner.
  • the content ratio of each element in the glass fiber film (A-3) is as follows: carbon (C) 5.2 atomic%, nitrogen (N) 0 atomic%, oxygen (O) 64.9 atomic%, silicon (Si ) 25.0 atomic%.
  • the content of each element in the aminopropyl group-modified glass fiber membrane (C-3) is as follows: carbon (C) 12.1 atom%, nitrogen (N) 2.5 atom%, oxygen (O) 57.6 atom %, Silicon (Si) 25.4 atomic%. From this result, nitrogen (N) that was not detected from the glass fiber membrane (A-3) was detected from the aminopropyl group-modified glass fiber membrane (C-3) after the silane coupling treatment, From this, it was confirmed that an amino group was introduced into the glass fiber membrane (A-3) by the silane coupling agent.
  • Production Example 6 Hydrogen peroxide treatment was carried out in the same manner as in Production Example 3, except that 0.2 part of 3-mercaptopropyltriethoxysilane was used instead of 0.2 part of 3-aminopropyltriethoxysilane as the silane coupling agent.
  • a mercaptopropyl group-modified glass fiber membrane (C-4) was obtained by fixing a silane coupling agent to the glass fiber membrane, and the measurement was performed in the same manner.
  • the content ratio of each element in the glass fiber film (A-1) is as follows: carbon (C) 5.2 atomic%, sulfur (S) 0 atomic%, oxygen (O) 64.5 atomic%, silicon (Si) ) 24.9 atomic%.
  • the content of each element in the mercaptopropyl group-modified glass fiber membrane (C-4) is as follows: carbon (C) 14.1 atomic%, sulfur (S) 1.7 atomic%, oxygen (O) 58.3 atoms. %, Silicon (Si) 25.9 atomic%. From this result, sulfur (S) that was not detected from the glass fiber membrane (A-1) was detected from the mercaptopropyl group-modified glass fiber membrane (C-4) after the silane coupling treatment, From this, it was confirmed that a thiol group was introduced into the glass fiber membrane (A-1) by the silane coupling agent.
  • Production Example 7 In the same manner as in Production Example 6 except that 0.1 part of glass fiber membrane (A-2) was used instead of 0.1 part of glass fiber membrane (A-1), a mercaptopropyl group-modified glass fiber membrane ( C-5) was obtained and measured in the same manner.
  • the content ratio of each element in the glass fiber film (A-2) is as follows: carbon (C) 5.1 atomic%, sulfur (S) 0 atomic%, oxygen (O) 64.6 atomic%, silicon (Si) ) 25.3 atomic%.
  • the content ratio of each element in the mercaptopropyl group-modified glass fiber membrane (C-5) is carbon (C) 14.2 atomic%, sulfur (S) 2.0 atomic%, oxygen (O) 58.0 atoms. %, Silicon (Si) 26.0 atomic%. From this result, sulfur (S) that was not detected from the glass fiber membrane (A-2) was detected from the mercaptopropyl group-modified glass fiber membrane (C-5) after the silane coupling treatment, From this, it was confirmed that a thiol group was introduced into the glass fiber membrane (A-2) by the silane coupling agent.
  • Production Example 8 In the same manner as in Production Example 6 except that 0.1 part of glass fiber membrane (A-3) was used instead of 0.1 part of glass fiber membrane (A-1), a mercaptopropyl group-modified glass fiber membrane ( C-6) was obtained and measured in the same manner.
  • the content ratio of each element in the glass fiber film (A-3) is as follows: carbon (C) 5.2 atomic%, sulfur (S) 0 atomic%, oxygen (O) 64.9 atomic%, silicon (Si ) 25.0 atomic%.
  • the content of each element in the mercaptopropyl group-modified glass fiber membrane (C-6) is as follows: carbon (C) 14.2 atomic%, sulfur (S) 2.1 atomic%, oxygen (O) 57.7 atoms. %, Silicon (Si) 25.6 atomic%. From this result, sulfur (S) that was not detected from the glass fiber membrane (A-3) was detected from the mercaptopropyl group-modified glass fiber membrane (C-6) after the silane coupling treatment, From this, it was confirmed that a thiol group was introduced into the glass fiber membrane (A-3) by the silane coupling agent.
  • Example 1 Clear syringe (trade name “Clear Syringe PSY-E Series”, manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.) with an inner diameter of 25 mm and a height of 130 mm, and a filter holder for clear syringe with an inner diameter of 25 mm (trade name “Swinex Filter Holder”, AS ONE)
  • the filter holder is connected to the above clear syringe. As a result, a palladium recovery device was produced.
  • an adapter tube (trade name “Adapter Tube AT-E Series”, manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.) is prepared, and this adapter tube is connected to the above clear syringe, so that pressurized liquid feeding (pressure filtration) with nitrogen gas is performed. It was made possible to carry out.
  • the solution obtained by pressure filtration with a palladium recovery device is poured into 10 times the amount of water to precipitate solids, and the obtained solids are dried in a vacuum dryer for 24 hours.
  • a solid hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer was obtained.
  • the amount of palladium contained was measured by atomic absorption analysis, and the recovery rate of palladium was calculated according to the following formula. The results are shown in Table 1.
  • Palladium recovery rate (%) ((amount of palladium in the copolymer obtained in Production Example 1 ⁇ amount of palladium in the copolymer obtained after pressure filtration) / copolymerization obtained in Production Example 1 Amount of palladium in coalescence) x 100
  • the value of the recovery rate of palladium obtained by the above formula (the recovery rate of palladium obtained based on the measurement result of the amount of palladium in the solid copolymer) is high, by the pressure filtration, It shows that palladium was successfully recovered from a solution of hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer.
  • the amount of palladium in the hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer solution is larger, the solid copolymer obtained from this solution contains more palladium. Therefore, as in the above formula, the amount of palladium contained in the solid copolymer obtained without pressure filtration of the solution, and the solid copolymer obtained after pressure filtration of the solution.
  • the palladium recovery rate calculated based on the amount of palladium contained can be used as an index indicating the recovery rate of palladium recovered from the solution by pressure filtration.
  • Examples 2-5 As the glass fiber membrane used in the palladium recovery apparatus described above, instead of the three laminated aminopropyl group-modified glass fiber membranes (C-1), each aminopropyl group-modified glass fiber obtained in Production Example 4 was used. Three layers of membrane (C-2) (Example 2), one using aminopropyl group-modified glass fiber membrane (C-3) obtained in Production Example 5 (Example 3), production A laminate of three aminopropyl group-modified glass fiber membranes (C-3) obtained in Example 5 (Example 4) and an aminopropyl group-modified glass fiber membrane (C-3) obtained in Production Example 5 Except for using the 9 sheets stacked (Example 5), pressure filtration was performed with a palladium recovery apparatus in the same manner as in Example 1, and the measurement was performed in the same manner.
  • Example 6 Instead of the filtered hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer solution obtained in Production Example 1, the hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer solution obtained in Production Example 2 (palladium acetate catalyst was added to the hydrogenation reaction). Except for using the solution obtained by the same method as in Example 1, pressure filtration was performed with a palladium recovery apparatus in the same manner as in Example 1, and measurement was performed in the same manner. The results are shown in Table 1. In Example 6, the space velocity (SV) when pressure filtration was performed while flowing nitrogen gas so that the pressure in the clear syringe in the palladium recovery device was 1.0 (kg / cm 2 ). ) was as shown in Table 1.
  • SV space velocity
  • Examples 7-10 As the glass fiber membrane used in the palladium recovery apparatus described above, instead of the three laminated aminopropyl group-modified glass fiber membranes (C-1), each aminopropyl group-modified glass fiber obtained in Production Example 4 was used. Three films (C-2) stacked (Example 7), one using the aminopropyl group-modified glass fiber film (C-3) obtained in Production Example 5 (Example 8), production A laminate of three aminopropyl group-modified glass fiber membranes (C-3) obtained in Example 5 (Example 9) and an aminopropyl group-modified glass fiber membrane (C-3) obtained in Production Example 5 Except for using 9 sheets stacked (Example 10), pressure filtration was performed with a palladium recovery apparatus in the same manner as in Example 6, and measurement was performed in the same manner.
  • Examples 11-15 As the glass fiber membrane used in the palladium recovery apparatus described above, the mercaptopropyl group-modified glass fiber obtained in Production Example 6 was used instead of the three laminated aminopropyl group-modified glass fiber membranes (C-1). Three layers of membranes (C-4) (Example 11), three layers of mercaptopropyl group-modified glass fiber membranes (C-5) obtained in Production Example 7 (Example 12), and production One using the mercaptopropyl group-modified glass fiber membrane (C-6) obtained in Example 8 (Example 13), and the mercaptopropyl group-modified glass fiber membrane (C-6) obtained in Production Example 8 Example 1 except that three sheets (Example 14) and nine sheets of the mercaptopropyl group-modified glass fiber membrane (C-6) obtained in Production Example 8 (Example 15) were used.
  • palladium recovery Performs processing pressure filtration through a location, was measured in the same manner. The results are shown in Table 1.
  • Table 1 the space velocity when the pressure filtration was performed while flowing nitrogen gas so that the pressure in the clear syringe in the palladium recovery apparatus was 1.0 (kg / cm 2 ). (SV) was as shown in Table 1, respectively.
  • Examples 16-20 As the glass fiber membrane used in the palladium recovery apparatus described above, the mercaptopropyl group-modified glass fiber obtained in Production Example 6 was used instead of the three laminated aminopropyl group-modified glass fiber membranes (C-1). Three layers of membrane (C-4) (Example 16), three layers of mercaptopropyl group-modified glass fiber membrane (C-5) obtained in Production Example 7 (Example 17), production One using the mercaptopropyl group-modified glass fiber membrane (C-6) obtained in Example 8 (Example 18), and the mercaptopropyl group-modified glass fiber membrane (C-6) obtained in Production Example 8 Example 6 except that three sheets (Example 19) and nine sheets of the mercaptopropyl group-modified glass fiber membrane (C-6) obtained in Production Example 8 (Example 20) were used.
  • C-4 Three layers of membrane (C-4) (Example 16), three layers of mercaptopropyl group-modified glass fiber membrane (C-5)
  • palladium recovery Performs processing pressure filtration through a location, was measured in the same manner. The results are shown in Table 1.
  • Table 1 the space velocity when pressure filtration was performed while flowing nitrogen gas so that the pressure in the clear syringe in the palladium recovery apparatus was 1.0 (kg / cm 2 ). (SV) was as shown in Table 1, respectively.
  • Comparative Examples 1 to 3 As the glass fiber membrane used in the above palladium recovery apparatus, instead of the three laminated aminopropyl group-modified glass fiber membranes (C-1), the above-described treatment using hydrogen peroxide and silane coupling were used. Three glass fiber membranes (A-1) stacked before the treatment (Comparative Example 1), three glass fiber membranes (A-2) stacked (Comparative Example 2) In the same manner as in Example 6, except that a three-layer glass fiber membrane (A-3) (Comparative Example 3) was used, pressure filtration was performed with a palladium recovery apparatus, and the measurement was performed in the same manner. went. The results are shown in Table 1. In Comparative Examples 1 to 3, the space velocity when the pressure filtration was performed while flowing nitrogen gas so that the pressure in the clear syringe in the palladium recovery apparatus was 1.0 (kg / cm 2 ). (SV) was as shown in Table 1, respectively.
  • Example 21 Part of the filtered hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer solution obtained in Production Example 1 was collected and transferred to a vial so that the concentration of the hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer was 5% by weight. After adjusting the concentration by adding acetone, 100 parts of hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer was subjected to aminopropyl group-modified silica (trade name “QuadraSil AP”, manufactured by SIGMA-ALDRICH, aminopropyl on the surface). 100 parts of silica having an introduced group and an average particle size of 54 ⁇ m) were added. Next, using a shaker (trade name “RECIPRO SHAKER SR-1”, manufactured by Taitec Co., Ltd.), stirring was performed at 25 ° C. and 120 rpm for 24 hours, followed by filtration. The base modified silica was recovered.
  • aminopropyl group-modified silica trade name “QuadraSil AP”, manufactured
  • the filtrate after recovering the aminopropyl group-modified silica is poured into 10 times the amount of water to precipitate the polymer, and the obtained polymer is dried in a vacuum dryer for 24 hours to obtain a solid A hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer was obtained.
  • the amount of palladium in the copolymer was measured by atomic absorption measurement. As a result, the palladium amount was 53.9 ppm by weight and the palladium recovery rate was 62. 8%. The results are shown in Table 2.
  • Example 22 The same operation as in Example 21 was carried out except that the addition amount of aminopropyl group-modified silica was changed from 100 parts to 300 parts. As a result, the amount of palladium in the obtained hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer was 17. It was 4 ppm by weight, and the recovery rate of palladium was 88.0%. The results are shown in Table 2.
  • Example 23 Instead of 100 parts of aminopropyl group-modified silica, 100 parts of mercaptopropyl group-modified silica (trade name “QuadraSil MP”, manufactured by SIGMA-ALDRICH, silica with mercaptopropyl groups introduced on the surface, average particle diameter of 54 ⁇ m) Except that it was used, the same operation as in Example 21 was performed. As a result, the amount of palladium in the obtained hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer was 90.5 ppm by weight, and the palladium recovery rate was 37.6%. Met. The results are shown in Table 2.
  • Example 24 The same operation as in Example 23 was carried out except that the addition amount of mercaptopropyl group-modified silica was changed from 100 parts to 300 parts. As a result, the amount of palladium in the obtained hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer was 41.41. The concentration was 8 ppm by weight, and the palladium recovery rate was 71.2%. The results are shown in Table 2.
  • Comparative Example 4 Instead of 100 parts of aminopropyl group-modified silica, methylthiourea group-modified silica (trade name “QuadraSil MTU”, manufactured by SIGMA-ALDRICH, silica in which a group containing a methylthiourea group is introduced on the surface, average particle size 54 ⁇ m) Except for using 100 parts, the same operation as in Example 21 was performed. As a result, the amount of palladium in the obtained hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer was 134.8 ppm by weight, and the palladium recovery rate was 7 0.0%. The results are shown in Table 2.
  • Comparative Example 5 Instead of 100 parts of aminopropyl group-modified silica, tetraacetate structure-modified silica (trade name “QuadraSil TAA”, manufactured by SIGMA-ALDRICH, silica in which a group having a tetraacetate structure is introduced on the surface, average particle size 54 ⁇ m) Except for using 100 parts, the same operation as in Example 21 was performed. As a result, the amount of palladium in the obtained hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer was 145.0 ppm by weight, and the palladium recovery rate was 0. % (Palladium could not be recovered at all). The results are shown in Table 2.
  • Comparative Example 6 The same operation as in Example 21 was performed except that 100 parts of an ion exchange resin having a thiol group on the surface (trade name “Smopex FG”, manufactured by Johnson Matthey) was used instead of 100 parts of aminopropyl group-modified silica. As a result, the amount of palladium in the obtained hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer was 136.3 ppm by weight, and the palladium recovery rate was 6.0%. The results are shown in Table 2.
  • Example 25 A column having an inner diameter of 18 mm and a height of 300 mm was prepared, and in this column, aminopropyl group-modified silica (trade name “QuadraSil AP”, manufactured by SIGMA-ALDRICH, silica with aminopropyl groups introduced on the surface, average particles
  • a column for collecting palladium was prepared by packing 7 g (diameter 54 ⁇ m) (amount to be 80 mm in height).
  • the amount was calculated according to “the amount of palladium ⁇ 100” (the same applies to Examples 26 to 36 described later).
  • Examples 26-28 A palladium recovery column produced in the same manner as in Example 25 was used, and the filtered hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer solution obtained in Production Example 1 was passed through the palladium recovery column. The same operation as in Example 25 was performed except that the space velocity SV was changed to 2.1 (1 / hr), 2.7 (1 / hr), and 3.1 (1 / hr), respectively. The amount of palladium in the obtained hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer and the recovery rate of palladium were as shown in Table 3.
  • Example 29 A palladium recovery column produced in the same manner as in Example 25 was used, and instead of the filtered hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer solution obtained in Production Example 1, it was obtained in Production Example 2.
  • the amount of palladium in the obtained hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer was 7.2 ppm by weight, and the palladium recovery rate was 97.1%.
  • Table 3 The results are shown in Table 3.
  • Examples 30-32 A space velocity SV when a palladium recovery column produced in the same manner as in Example 25 was used and the hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer solution obtained in Production Example 2 was passed through the palladium recovery column. was changed to 1.7 (1 / hr), 2.1 (1 / hr), and 2.4 (1 / hr), respectively, and the same operation as in Example 29 was performed.
  • the amount of palladium in the obtained hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer and the recovery rate of palladium were as shown in Table 3.
  • Example 33 A column having an inner diameter of 18 mm and a height of 300 mm was prepared.
  • mercaptopropyl group-modified silica (trade name “QuadraSil MP”, manufactured by SIGMA-ALDRICH, silica with mercaptopropyl groups introduced on the surface, average particles
  • a column for collecting palladium was prepared by packing 7 g (diameter 54 ⁇ m) (amount to be 80 mm in height).
  • the palladium recovery column prepared above was used, and the space velocity SV when the hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer solution obtained in Production Example 2 was passed through the palladium recovery column was Except for changing to 0.8 (1 / hr), the same operation as in Example 29 was performed. As a result, the amount of palladium in the obtained hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer was 21.0 ppm by weight. The palladium recovery was 91.6%. The results are shown in Table 3.
  • Examples 34-36 A space velocity SV when a palladium recovery column produced in the same manner as in Example 13 was used and the solution of the hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer obtained in Production Example 2 was passed through the palladium recovery column. was changed to 1.2 (1 / hr), 1.6 (1 / hr), and 1.7 (1 / hr), respectively, and the same operation as in Example 13 was performed. The amount of palladium in the obtained hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer and the recovery rate of palladium were as shown in Table 3.

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Abstract

白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応を行うことで得られた反応混合物を含有する溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜と接触させることで、前記溶液中に含まれる白金族元素を回収する、触媒回収方法を提供する。

Description

触媒回収方法
 本発明は、白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応を行うことで得られた反応混合物を含有する溶液から、該溶液中に含まれる白金族元素を回収する方法に関する。
 医農薬、石油化学製品、ポリマーなどを製造する化学工業において、各種化合物に含まれる炭素-炭素不飽和結合や炭素-窒素不飽和結合を水素化して、対応する飽和結合に変換する水素化反応が広く行われている。
 たとえば、ポリマー製造分野では、共役ジエン系重合体の有用な改質手段として、共役ジエン系重合体の炭素-炭素二重結合を選択的にあるいは部分的に水素化する方法が公知であり、水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体などの水素化共役ジエン系重合体が工業的規模で生産されている。
 このような水素化共役ジエン系重合体は、たとえば、次の製造プロセスにより、製造される。すなわち、共役ジエンを含む単量体を乳化重合し、乳化重合により得られるラテックスを凝固・乾燥し、次いで、凝固・乾燥により得られた原料重合体を有機溶媒(水素化反応溶媒)に溶解することで、原料重合体の溶液を得て、これに白金族元素含有触媒を添加し、水素化することにより製造される。
 上記プロセスで使用する白金族元素含有触媒としては、たとえば、白金族元素や、白金族元素の化合物などが挙げられる。このような白金族元素や、白金族元素の化合物は、たとえば、これを担体に担持させることで、担持型触媒として用いることができる。あるいは、白金族元素の化合物、たとえば、白金族元素の塩を、担体に担持させずに、そのまま水素化触媒として用いることができる。
 このような白金族元素含有触媒を用いた場合には、水素化反応により得られた反応混合物を含有する溶液中には、ナノオーダーサイズの白金族元素粒子が遊離の状態(あるいは、白金族元素がイオン化した状態)で存在しており、このような遊離の状態で存在するナノオーダーサイズの白金族元素粒子は、回収することができないという課題があった。すなわち、白金族元素含有触媒として、担持型触媒を使用した場合には、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液から、濾過や遠心分離などにより担持型触媒を分離することにより、白金族元素を含有する担持型触媒自体については回収することができるが、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液中には、ナノオーダーサイズの白金族元素粒子が遊離の状態で残存してしまい、このようなナノオーダーサイズの白金族元素粒子については回収することができなかった。一方、白金族元素含有触媒として、白金族元素の塩を、担体に担持させずに、そのまま用いた場合にも、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液中に、ナノオーダーサイズの白金族元素粒子が遊離の状態で残存してしまい、同様に、このようなナノオーダーサイズの白金族元素粒子については回収することができなかった。
 これに対し、特許文献1では、白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応を行うことにより得られた反応混合物を含有する溶液を、特定の官能基を有するイオン交換樹脂と接触させることによって、溶液中に存在する白金族元素含有触媒を回収する方法が提案されている。しかしながら、特許文献1の技術においては、白金族元素含有触媒を回収するためには、水素化反応により得られた反応混合物を含有する溶液を、イオン交換樹脂を添加した後に、長時間撹拌する必要があり、白金族元素含有触媒の回収の処理効率が悪いという課題があった。
特開2009-149893号公報
 本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応を行うことで得られた反応混合物を含有する溶液から、溶液中に含まれる白金族元素を良好に回収することのできる、触媒回収方法を提供することを目的とする。
 本発明者等は、白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応を行うことで得られた反応混合物を含有する溶液を、表面に特定の官能基を有する繊維膜と接触させることで、該溶液中に含まれる白金族元素を良好に回収できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
 また、本発明者等は、白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応を行うことで得られた反応混合物を含有する溶液を、表面に特定の官能基を有するシリカと接触させることで、該溶液中に含まれる白金族元素を良好に回収できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
 すなわち、本発明によれば、白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応を行うことで得られた反応混合物を含有する溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜と接触させることで、前記溶液中に含まれる白金族元素を回収する、触媒回収方法が提供される。
 また、本発明によれば、白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応を行うことで得られた反応混合物を含有する溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカと接触させることで、前記溶液中に含まれる白金族元素を回収する、触媒回収方法が提供される。
 本発明において、前記白金族元素が、パラジウムであることが好ましい。
 また、本発明において、前記反応混合物が、水素化共役ジエン系重合体を含むものであることが好ましい。
 さらに、本発明によれば、有機溶媒中、白金族元素含有触媒の存在下で、共役ジエン系重合体を水素化することで、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を得る水素化反応工程と、前記水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜と接触させることで、該溶液中に含まれる白金族元素を回収する触媒回収工程と、を備える水素化共役ジエン系重合体の製造方法が提供される。
 さらに、本発明によれば、溶媒中、白金族元素含有触媒の存在下で、共役ジエン系重合体を水素化することで、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を得る水素化反応工程と、前記水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカと接触させることで、該溶液中に含まれる白金族元素を回収する触媒回収工程と、を備える水素化共役ジエン系重合体の製造方法が提供される。
 本発明の触媒回収方法によれば、白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応を行うことで得られた反応混合物を含有する溶液から、溶液中に含まれる白金族元素を良好に回収することができる。
 本発明の触媒回収方法は、医薬、農薬、工業薬品、石油、石油化学製品、ポリマー製品、油脂製品、食用油、潤滑剤、香料などの製造分野において、白金族元素含有触媒を用いて水素化反応を行う場合に広く適用でき、水素化反応により得られた反応混合物を含有する溶液から、白金族元素を良好に回収することができるものである。
 本発明の触媒回収方法を適用できる水素化反応により得られる反応混合物としては、白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応を行って得られる反応混合物であれば特に限定されない。このような水素化反応としては、たとえば、アセチレンのエチレンへの水素化、3-ヘキシン-1-オールのシス-3-ヘキセン-1-オールへの水素化などに代表されるアセチレン結合の炭素-炭素二重結合への水素化反応;ガソリンの水素化(ガソリンの品質改善)、ジイソブチレンからイソオクタンの製造、不飽和グリセリドから飽和グリセリドの製造、共役ジエン系重合体から水素化共役ジエン系重合体の製造などに代表される炭素-炭素二重結合の飽和結合への水素化反応;シクロペンタノンやシクロヘキサノンから対応するアルコールを製造するカルボニル基の水素化反応;ニトリル基やアゾメチン基(シッフ塩基)をアミノ基へ変換する水素化反応;などが挙げられる。
 これらのなかでも、本発明の触媒回収方法は、共役ジエン系重合体を水素化することにより得られる、水素化共役ジエン系重合体を含有するものに好適に適用することができる。
 以下においては、共役ジエン系重合体を水素化することにより得られる、本発明の水素化共役ジエン系重合体の製造方法を例示して、本発明の触媒回収方法について詳細に説明する。ただし、本発明の触媒回収方法は、共役ジエン系重合体を水素化することにより得られる、水素化共役ジエン系重合体を対象とする溶液に限定されるものではない。また、以下においては、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜を用いた触媒回収方法を例示しているが、本発明の触媒回収方法では、後述するように、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜に代えて、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカを用いてもよい。
 本発明の水素化共役ジエン系重合体の製造方法は、
 有機溶媒中、白金族元素含有触媒の存在下で、共役ジエン系重合体を水素化することで、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を得る水素化反応工程と、
 前記水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜と接触させることで、該溶液中に含まれる白金族元素を回収する触媒回収工程と、を備える。
 水素化反応工程における水素化とは、共役ジエン系重合体に含まれる炭素-炭素二重結合の少なくとも一部を水素添加して飽和結合に変換する反応である。本発明で用いる共役ジエン系重合体は、共役ジエン単量体単独で、もしくは共役ジエン単量体と共重合可能な単量体を該共役ジエン単量体と組み合わせて、従来公知の乳化重合法または溶液重合法により、好ましくは乳化重合法により製造される重合体である。
 共役ジエン系重合体を形成するための共役ジエン単量体としては、共役ジエン構造を有する重合性単量体であれば、特に限定されず、たとえば、1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン(イソプレン)、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、2-クロロ-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエンなどが挙げられる。これらの中でも1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエンが好ましく、1,3-ブタジエンがより好ましい。
 共役ジエン単量体と共重合可能な単量体としては、たとえば、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、クロトンニトリルなどのα,β-エチレン性不飽和ニトリル単量体;アクリル酸、メタアクリル酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸などのα,β-エチレン性不飽和カルボン酸;メチルアクリレート、n-ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、トリフルオロエチルアクリレート、メチルメタクリレートなどのα,β-エチレン性不飽和カルボン酸エステル;アクリルアミド、メタアクリルアミドなどのα,β-エチレン不飽和カルボン酸アミド;スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ジビニルベンゼンなどのビニル芳香族化合物;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル;フルオロエチルビニルエーテルなどのビニルエーテル化合物;などが挙げられる。
 本発明で用いる共役ジエン系重合体の具体例としては、ブタジエン重合体、イソプレン重合体、ブタジエン-スチレン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体、アクリロニトリル-イソプレン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-イソプレン共重合体、メタアクリロニトリル-ブタジエン共重合体、メタアクリロニトリル-イソプレン共重合体、メタアクリロニトリル-ブタジエン-イソプレン共重合体、アクリロニトリル-メタアクリロニトリル-ブタジエン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-アクリル酸メチル共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-アクリル酸共重合体などが挙げられる。
 上記共役ジエン系重合体の中でも、水素化共役ジエン系重合体の製造原料としての実用性や汎用性の観点からは、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体、メタアクリロニトリル-ブタジエン共重合体が好ましく、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体がより好ましい。
 共役ジエン系重合体を構成する単量体単位の組成比は特に限定されないが、共役ジエン単量体単位5~100重量%、これと共重合可能な単量体の単位95~0重量%であることが好ましく、共役ジエン単量体単位10~90重量%、これと共重合可能な単量体の単位90~10重量%であることがより好ましい。また、共役ジエン系重合体の重量平均分子量(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー法、標準ポリスチレン換算)も特に限定されないが、通常5,000~500,000である。
 共役ジエン系重合体の好適な調製方法としての乳化重合法は、一般的にラジカル重合開始剤を用いて水系媒体中で重合を行うものであり、乳化重合法において、重合開始剤や分子量調整剤は公知のものを使用すればよい。重合反応は回分式、半回分式、連続式のいずれでもよく、重合温度や圧力も特に制限されない。使用する乳化剤も特に限定されず、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤などを使用できるが、アニオン性界面活性剤が好ましい。これらの乳化剤は、それぞれ単独で使用しても2種以上を併用してもよい。その使用量は特に限定されない。
 乳化重合により得られる共役ジエン系重合体ラテックスの固形分濃度は特に限定されないが、通常2~70重量%、好ましくは5~60重量%である。その固形分濃度はブレンド法、希釈法、濃縮法など公知の方法により適宜調節することができる。
 共役ジエン系重合体の水素化反応は、乳化重合により得られるラテックスに対し、ラテックス状態のまま行ってもよいが、触媒活性等の観点より、乳化重合により得られるラテックスを、凝固・乾燥して得られる共役ジエン系重合体ゴムを、適当な有機溶媒に溶解して、重合体溶液の状態で行うことが好ましい。
 ラテックスの凝固・乾燥は、公知の方法により行えばよいが、凝固して得られるクラムと塩基性水溶液とを接触させる処理工程を設けることにより、得られる共役ジエン系重合体ゴムをテトラヒドロフラン(THF)に溶解して測定される重合体溶液のpHが7を超えるように改質することが好ましい。THFに溶解して測定される重合体溶液のpHは、好ましくは7.2~12、より好ましくは7.5~11.5、最も好ましくは8~11の範囲である。このクラムと塩基性水溶液との接触処理により、溶液系水素化を速やかに進行させることが可能となる。
 水素化反応を行う際の重合体溶液中における、共役ジエン系重合体濃度は、好ましくは1~70重量%、より好ましくは1~40重量%、特に好ましくは2~20重量%である。有機溶媒としては、例えば、n-ヘキサン、シクロヘキサン、n-ヘプタンなどの脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンセンなどの芳香族炭化水素;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、2-ペンタノン、3-ペンタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソールなどのエーテル類;酢酸エチルなどのエステル類;などが挙げられる。これらの有機溶媒の中でもケトン類が好ましく用いられ、アセトンが特に好適に用いられる。
 本発明において、水素化反応を行う際には、水素化触媒として、白金族元素含有触媒を使用する。白金族元素含有触媒としては、白金族元素、すなわち、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウムまたは白金を含有する触媒であればよく、特に限定されないが、触媒活性や入手容易性の観点からパラジウム化合物、ロジウム化合物が好ましく、パラジウム化合物がより好ましい。また、2種以上の白金族元素化合物を併用してもよいが、その場合もパラジウム化合物を主たる触媒成分とすることが好ましい。
 パラジウム化合物は、通常、II価またはIV価のパラジウム化合物が用いられ、その形態は塩や錯塩である。
 パラジウム化合物としては、例えば、酢酸パラジウム、シアン化パラジウム、フッ化パラジウム、塩化パラジウム、臭化パラジウム、ヨウ化パラジウム、硝酸パラジウム、硫酸パラジウム、酸化パラジウム、水酸化パラジウム、ジクロロ(シクロオクタジエン)パラジウム、ジクロロ(ノルボルナジエン)パラジウム、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、テトラクロロパラジウム酸ナトリウム、ヘキサクロロパラジウム酸アンモニウム、テトラシアノパラジウム酸カリウムなどが挙げられる。
 これらのパラジウム化合物の中でも、酢酸パラジウム、硝酸パラジウム、硫酸パラジウム、塩化パラジウム、テトラクロロパラジウム酸ナトリウム、へキサクロロパラジウム酸アンモニウムが好ましく、酢酸パラジウム、硝酸パラジウムおよび塩化パラジウムがより好ましい。
 ロジウム化合物としては、例えば、塩化ロジウム、臭化ロジウム、ヨウ化ロジウム、硝酸ロジウム、硫酸ロジウム、酢酸ロジウム、蟻酸ロジウム、プロピオン酸ロジウム、酪酸ロジウム、吉草酸ロジウム、ナフテン酸ロジウム、アセチルアセトン酸ロジウム、酸化ロジウム、三水酸化ロジウムなどが挙げられる。
 本発明において、白金族元素含有触媒としては、上述したパラジウム化合物やロジウム化合物をそのまま使用してもよいし、あるいは、上述したパラジウム化合物やロジウム化合物などの触媒成分を担体に担持させて、担持型触媒として使用してもよい。
 担持型触媒を形成するための担体としては、一般的に金属触媒の担体として用いられているものであればよいが、具体的には、炭素、ケイ素、アルミニウム、マグネシウムなどを含有する無機化合物が好ましく、その中でも、パラジウム化合物やロジウム化合物などの触媒成分の吸着効率がより高まるという観点より、担体の特性として、平均粒子径が10nm~100nm、比表面積が200~2000m/gであるものを使用するのが好ましい。
 このような担体は、活性炭、活性白土、タルク、クレー、アルミナゲル、シリカ、けいそう土、合成ゼオライトなど公知の触媒用担体の中から適宜に選択する。担体への触媒成分の担持方法としては、たとえば、含浸法、コーティング法、噴霧法、沈殿法などが挙げられる。触媒成分の担持量は、触媒と担体との合計量に対する触媒成分の割合で通常0.5~80重量%、好ましくは1~50重量%、より好ましくは2~30重量%である。触媒成分を担持した担体は、反応器の種類や反応形式などに応じて、例えば球状、円柱状、多角柱状、ハニカム状などに成形することができる。
 また、パラジウム化合物やロジウム化合物などの白金族元素の塩を担体に担持させずに、白金族元素含有触媒としてそのまま使用する場合においては、これらの化合物を安定させるための安定化剤を併用することが好ましい。安定化剤を、パラジウム化合物やロジウム化合物などの白金族元素含有触媒を溶解または分散させた媒体中に存在させることにより、共役ジエン系重合体などの水素化対象化合物を高水素添加率で水素化することができる。
 このような安定化剤としては、たとえば、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリアルキルビニルエーテルなどの側鎖に極性基を有するビニル化合物の重合体;ポリアクリル酸のナトリウム、ポリアクリル酸カリウムなどのポリアクリル酸の金属塩;ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、エチレンオキサイド-プロピレンオキサイド共重合体などのポリエーテル;カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース誘導体;ゼラチン、アルブミンなどの天然高分子;などが挙げられる。これらの中でも、側鎖に極性基を有するビニル化合物の重合体、またはポリエーテルが好ましい。側鎖に極性基を有するビニル化合物の重合体の中では、ポリビニルピロリドン、ポリアルキルビニルエーテルが好ましく、ポリメチルビニルエーテルがより好ましい。
 また、水素化反応に際しては、還元剤を併用してもよく、還元剤としては、ヒドラジン、ヒドラジン水和物、酢酸ヒドラジン、ヒドラジン硫酸塩、ヒドラジン塩酸塩等のヒドラジン類、またはヒドラジンを遊離する化合物などが挙げられる。
 水素化反応の温度は、通常0~200℃、好ましくは5~150℃、より好ましくは10~100℃である。水素化反応の温度を上記範囲とすることにより、副反応を抑えながら、反応速度を十分なものとすることができる。
 水素化反応を行う際における、水素の圧力は、通常、0.1~20MPaであり、好ましくは0.1~15MPa、より好ましくは0.1~10MPaである。反応時間は特に限定されないが、通常30分~50時間である。なお、水素ガスは、先ず窒素などの不活性ガスで反応系を置換し、さらに水素で置換した後に加圧することが好ましい。
 そして、白金族元素含有触媒として、担持型触媒を使用した場合には、濾過や遠心分離などにより担持型触媒を分離することにより、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を得ることができる。
 次いで、上記のようにして得られた水素化共役ジエン系重合体を含む溶液に対し、溶液中に含まれている、白金族元素、具体的には、溶液中に遊離している、ナノオーダーサイズ(具体的には、数nm~数十nmのオーダー)の白金族元素粒子を回収するために、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜を接触させ、これに、遊離のナノオーダーサイズの白金族元素粒子を吸着させることで、遊離のナノオーダーサイズの白金族元素粒子を回収する。アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜に吸着させるナノオーダーサイズの白金族元素粒子としては、白金族元素粒子が含まれる溶液を、精密粒度分布測定装置を用いて動的光散乱法により測定した場合における、粒子径のピークが、1nm超、90nm以下の範囲にあるものが好ましい。
 すなわち、白金族元素含有触媒として、担持型触媒を使用した場合には、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液から、濾過や遠心分離などにより担持型触媒を分離することにより、白金族元素を含有する担持型触媒を回収することができるが、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液中には、ナノオーダーサイズの白金族元素粒子が遊離の状態で存在することとなる。また、白金族元素含有触媒として、白金族元素の塩を、担体に担持させずに、そのまま用いた場合にも、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液中には、ナノオーダーサイズの白金族元素粒子が遊離の状態で存在することとなる。
 本発明によれば、このようなナノオーダーサイズの白金族元素粒子が遊離の状態で存在する溶液に対し、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜を接触させ、これに、遊離のナノオーダーサイズの白金族元素粒子を吸着させることで、遊離のナノオーダーサイズの白金族元素粒子を回収することができる。
 特に、本発明によれば、溶液中で遊離の状態で存在するナノオーダーサイズの白金族元素粒子が、保護基によって保護され、コロイド状の状態にて存在している場合においても、良好に、白金族元素粒子を吸着させて回収することができる。
 保護基としては、白金族元素粒子を保護することができるものであればよく、特に限定されないが、たとえば、共役ジエン系重合体などの水素化対象化合物や、白金族元素含有触媒として白金族元素の塩を担体に担持させることなくそのまま用いる場合において必要に応じて使用する安定化剤などが挙げられる。
 本発明によれば、白金族元素粒子が保護基によって保護されている場合においても、白金族元素粒子が遊離の状態で存在する溶液に対し、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜を接触させることで、遊離のナノオーダーサイズの白金族元素粒子を吸着させることができ、これにより、遊離のナノオーダーサイズの白金族元素粒子を回収することができる。
 白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応を行うことで得られた反応混合物を含有する溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜と接触させる方法としては、特に限定されないが、たとえばアミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜により、たとえば上述した水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を濾過する方法が挙げられる。水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を濾過する方法としては、たとえば、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜を、フィルターホルダーによって固定し、このフィルターホルダーにシリンジを接続することで白金族元素粒子回収装置を作製し、白金族元素粒子回収装置のシリンジ内に、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を投入して濾過する方法が挙げられる。このような濾過を行う際においては、窒素ガス等によって溶液に加圧して濾過を行うことが好ましい。窒素ガス等によって溶液に加圧することにより、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液の空間速度(SV)を高くした場合でも、繊維膜による白金族元素粒子の吸着率を高くすることができる。これにより、繊維膜による白金族元素粒子の吸着率を高く維持しながら、より速く溶液を濾過することができるようになるため、白金族元素粒子の回収の処理効率を向上させることができる。
 窒素ガス等によって溶液に加圧して濾過を行う場合には、白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応を行うことで得られた反応混合物を含有する溶液に対して加える圧力は、好ましくは2~20kg/cm、より好ましくは6~18kg/cm、さらに好ましくは10~15kg/cmである。白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応を行うことで得られた反応混合物を含有する溶液に対して加える圧力を上記範囲に制御する方法としては、特に限定されないが、たとえば、上述した白金族元素粒子回収装置のシリンジ内の圧力を、窒素ガス等によって、上記範囲に制御する方法が挙げられる。
 水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基
を表面に有する繊維膜と接触させる際の、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液中の水素化共役ジエン系重合体の濃度は好ましくは0.001~20重量%、より好ましくは0.002~15重量%、特に好ましくは0.005~10%重量%の範囲である。この範囲であることによって、白金族元素粒子回収の生産性と回収効率の安定性が保たれ好ましい。
 本発明で用いるアミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜を形成するための繊維膜としては、特に限定されず、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に導入することができるものであればよいが、たとえば、セラミック繊維膜が挙げられる。
 セラミック繊維膜を構成するセラミックは、一般的に、無機物を焼き固めた焼結体を示すものであり、金属または非金属を問わず、あらゆる無機化合物の焼結体の成形体、粉末、膜などを含むものである。セラミック繊維膜を構成するセラミックとしては、特に限定されないが、たとえば、ガラス、セメント、陶器、磁器などが挙げられる。なかでも、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に導入することにより白金族元素粒子をより高い効率で回収することができるという観点より、ガラスを用いることが好ましい。
 ガラスとしては、一般的に、昇温によりガラス転移現象を示す非晶質を含む固体、および、昇温によりガラス転移現象を示す固体となる物質を含むものであり、特に限定されないが、たとえば、ガラス転移現象を示す酸化物や、高温で加熱することによって、ガラス転移現象を示す酸化物となる物質、具体的には、二酸化ケイ素などが挙げられる。なお、ガラスには、二酸化ケイ素または二酸化ケイ素によって構成される物質を示すシリカも含まれる。
 セラミック繊維膜を構成するセラミックとしてガラスを用いる場合には、セラミック繊維膜としては、ガラス繊維を膜状に成形してなるガラス繊維膜を用いることができる。なお、ガラス繊維は、ガラスを原料として製造される繊維であり、高温で溶融させたガラスを、高速で巻き取ったり、吹き飛ばしたりする方法などによって、たとえば、平均径をミクロン(1000分の1ミリ)単位の繊維状としたものが挙げられる。ガラス繊維は、一般的に、短繊維と長繊維とに分類され、様々な用途で使用されている。本発明で用いるガラス繊維膜を構成するガラス繊維としては、このような短繊維および長繊維のいずれも用いることができる。
 ガラス繊維を構成するガラスの種類としては、特に限定されず、たとえば、アルミノシリケート酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、ウランガラス、カリガラス、ケイ酸ガラス、結晶化ガラス、ゲルマニウムガラス、石英ガラス、ソーダガラス、鉛ガラス、バリウム瑚珪酸ガラス、硼酸塩および珪酸塩を含む硼珪酸塩ガラスなどが挙げられる。
 本発明で用いるアミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜は、このような繊維膜の表面に、アミノ基またはチオール基を含有する基を導入することにより得られる。
 アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜の細孔径は、特に限定されないが、好ましくは0.1~2.0μm、より好ましくは0.2~1.5μm、さらに好ましくは0.3~1.0μmである。細孔径を上記範囲の下限より大きくすることにより、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を濾過する場合における空間速度(SV)が適切な範囲に制御され、白金族元素粒子の回収の処理効率がより良好に保持される。一方、細孔径を上記範囲の上限より小さくすることにより、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜における、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液との接触面積が適切な範囲に制御され、白金族元素粒子の吸着率がより良好に保持される。
 アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜の厚みは、特に限定されないが、好ましくは300~8800μm、より好ましくは320~4400μm、さらに好ましくは350~3200μmである。繊維膜の厚みを上記範囲の下限より厚くすることにより、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を濾過する場合における、白金族元素粒子の吸着率がより良好に保持される。一方、繊維膜の厚みを上記範囲の上限より薄くすることにより、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を濾過する場合における空間速度(SV)が適切な範囲に制御され、白金族元素粒子の回収の処理効率がより良好に保持される。
 なお、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜の厚みは、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜自体の厚みを変化させることで調整してもよいし、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜を、複数枚重ねて用いることで調整してもよい。
 アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜の形状および寸法は、特に限定されず、任意に選択すればよいが、たとえば、寸法がφ20~100mmである円形のシート状のものを用いることができる。
 白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応を行うことで得られた反応混合物を含有する溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜により濾過する場合には、空間速度(SV)を、100~2000(1/hr)の範囲とすることが好ましく、400~600(1/hr)の範囲とすることがより好ましい。空間速度(SV)を上記範囲の上限より低くすることにより、白金族元素粒子の吸着率がより良好に保持される。一方、空間速度(SV)を上記範囲の下限より高くすることにより、白金族元素粒子の回収の処理効率がより良好に保持される。なお、空間速度(SV)は、上述したアミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜の細孔径、厚み、形状および寸法等を調整することにより、制御することができる。
 また、本発明において、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜として、アミノ基を含有する基を表面に有する繊維膜を用いる場合には、アミノ基としては、アミノ基を形成する水素原子が、置換されたものであってもよいし、無置換のものであってもよいが、置換されていない無置換のアミノ基、すなわち、「-NH」の形態であるものを用いることが好ましい。たとえば、アルキル基などで置換されている置換アミノ基では、白金族元素粒子の吸着効果が低下してしまう場合がある。
 なお、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜としては、アミノ基を含有する基のみを表面に有するものや、チオール基を含有する基のみを表面に有するものを用いてもよいし、あるいは、アミノ基を含有する基と、チオール基を含有する基との両方を表面に有するものを用いてもよい。なかでも、白金族元素粒子の吸着効果により優れるという観点より、少なくともアミノ基を含有する基を表面に有する繊維膜を用いることが好ましい。
 アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜を形成するアミノ基を含有する基としては、白金族元素粒子の吸着効果をより高めることができるという点より、アミノ基を備える、炭素数1~12の炭化水素基であることが好ましく、アミノ基を備える、炭素数1~6の炭化水素基であることがより好ましい。なお、アミノ基を備える炭化水素基としては、炭化水素基の末端がアミノ基であることが好ましい。
 アミノ基を備える炭化水素基としては、特に限定されないが、たとえば、置換基を有していてもよい直鎖、分岐の炭化水素基が挙げられる。このようなアミノ基を備える炭化水素基は、ヘテロ原子を含むものであってもよく、ヘテロ原子を含む場合には、ヘテロ原子の数は、特に限定されないが、たとえば、1~6が好ましい。アミノ基を備える炭化水素基中におけるヘテロ原子の位置としては、特に限定されず、炭化水素基の炭化水素鎖中であってもよい(たとえば、-CH-S-CH-、-CH-O-CH-、-CH-NH-CH-で表される構造を含むものなど。)。
 なお、ヘテロ原子とは、周期表15族及び16族の原子をいう。ヘテロ原子の具体例としては、窒素原子、酸素原子、リン原子、硫黄原子、砒素原子、セレン原子などが挙げられる。これらの中でも、窒素原子、硫黄原子、および酸素原子が好ましい。
 アミノ基を備える炭化水素基が、分岐の炭化水素基である場合には、分岐の末端にアミノ基またはチオール基を有していてもよい。
 また、アミノ基を備える炭化水素基は、末端に芳香族炭化水素を含むものであってもよい。このような芳香族炭化水素は、環構造に炭素以外の元素が含まれた複素芳香族化合物であってもよく、また、1または2以上のアミノ基またはチオール基を有していてもよい。
 このようなアミノ基を備える炭化水素基の具体例としては、アミノメチル基、2-アミノエチル基、3-アミノプロピル基、4-アミノブチル基、5-アミノペンチル基などが挙げられる。
 あるいは、このようなアミノ基を備える炭化水素基の具体例としては、下記式(1)~(7)で表される基なども挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 上述したアミノ基を備える炭化水素基などを、繊維膜に導入する方法としては、特に限定されないが、たとえば、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜を構成する繊維膜として、ケイ素を含有するものを用いる場合には、繊維膜に対して、アミノ基を備えるアミノ系シランカップリング剤を用いて、シランカップリング処理を行う方法を用いることができる。
 アミノ系シランカップリング剤としては、ケイ素を含有する基と、アミノ基を含有する基とを有する化合物であればよく、特に限定されないが、たとえば、ケイ素を含有する基と、アミノ基を含有する基とが、アルキレン基によって連結された構造を有する化合物が挙げられる。このような化合物における、ケイ素を含有する基と、アミノ基を含有する基とを連結するアルキレン基としては、炭素数1~12のアルキレン基が好ましく、炭素数1~6のアルキレン基がより好ましく、炭素数3のアルキレン基がさらに好ましい。このようなアミノ系シランカップリング剤の具体例としては、アミノメチルトリメトキシシラン、アミノメチルメチルジメトキシシラン、アミノメチルトリエトキシシラン、アミノメチルメチルジエトキシシラン、2-アミノエチルトリメトキシシラン、2-アミノエチルメチルジメトキシシラン、2-アミノエチルトリエトキシシラン、2-アミノエチルメチルジエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-アミノプロピルジメチルメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3-アミノプロピルジメチルエトキシシラン、4-アミノブチルトリメトキシシラン、4-アミノブチルメチルジメトキシシラン、4-アミノブチルトリエトキシシラン、4-アミノブチルメチルジエトキシシラン、5-アミノペンチルトリメトキシシラン、5-アミノペンチルメチルジメトキシシラン、5-アミノペンチルトリエトキシシラン、5-アミノペンチルメチルジエトキシシランなどが挙げられ、これらのなかでも、3-アミノプロピルトリエトキシシランが好ましい。
 また、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜を形成するチオール基を含有する基としては、白金族元素粒子の吸着効果をより高めることができるという点より、チオール基を備える、炭素数1~12の炭化水素基であることが好ましく、チオール基を備える、炭素数1~6の炭化水素基であることがより好ましい。なお、チオール基を備える炭化水素基としては、炭化水素基の末端がチオール基であることが好ましい。
 チオール基を備える炭化水素基としては、特に限定されないが、たとえば、置換基を有していてもよい直鎖、分岐の炭化水素基が挙げられる。このようなチオール基を備える炭化水素基は、ヘテロ原子を含むものであってもよく、ヘテロ原子を含む場合には、ヘテロ原子の数は、特に限定されないが、たとえば、1~6が好ましい。チオール基を備える炭化水素基中におけるヘテロ原子の位置としては、特に限定されず、炭化水素基の炭化水素鎖中であってもよい(たとえば、-CH-S-CH-、-CH-O-CH-、-CH-NH-CH-で表される構造を含むものなど。)。
 チオール基を備える炭化水素基が、分岐の炭化水素基である場合には、分岐の末端にアミノ基またはチオール基を有していてもよい。
 また、チオール基を備える炭化水素基は、末端に芳香族炭化水素を含むものであってもよい。このような芳香族炭化水素は、環構造に炭素以外の元素が含まれた複素芳香族化合物であってもよく、また、1または2以上のアミノ基またはチオール基を有していてもよい。
 このようなチオール基を備える炭化水素基の具体例としては、メルカプトメチル基、
2-メルカプトエチル基、3-メルカプトプロピル基、4-メルカプトブチル基、5-メルカプトペンチル基などが挙げられる。
 あるいは、このようなチオール基を備える炭化水素基の具体例としては、下記式(8)~(12)で表される基なども挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 上述したチオール基を備える炭化水素基などを、繊維膜に導入する方法としては、特に限定されないが、たとえば、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜を構成する繊維膜として、ケイ素を含有するものを用いる場合には、繊維膜に対して、チオール基を備えるチオール系シランカップリング剤を用いて、シランカップリング処理を行う方法を用いることができる。
 チオール系シランカップリング剤としては、ケイ素を含有する基と、チオール基を含有する基とを有する化合物であればよく、特に限定されないが、たとえば、ケイ素を含有する基と、チオール基を含有する基とが、アルキレン基によって連結された構造を有する化合物が挙げられる。このような化合物における、ケイ素を含有する基と、チオール基を含有する基とを連結するアルキレン基としては、炭素数1~12のアルキレン基が好ましく、炭素数1~6のアルキレン基がより好ましく、炭素数3のアルキレン基がさらに好ましい。このようなチオール系シランカップリング剤の具体例としては、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルメチルジメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシラン、メルカプトメチルメチルジエトキシシラン、2-メルカプトエチルトリメトキシシラン、2-メルカプトエチルメチルジメトキシシラン、2-メルカプトエチルトリエトキシシラン、2-メルカプトエチルメチルジエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルジメチルメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、3-メルカプトプロピルジメチルエトキシシラン、4-メルカプトブチルトリメトキシシラン、4-メルカプトブチルメチルジメトキシシラン、4-メルカプトブチルトリエトキシシラン、4-メルカプトブチルメチルジエトキシシラン、5-メルカプトペンチルトリメトキシシラン、5-メルカプトペンチルメチルジメトキシシラン、5-メルカプトペンチルトリエトキシシラン、5-メルカプトペンチルメチルジエトキシシランなどが挙げられ、これらのなかでも、3-メルカプトプロピルトリエトキシシランが好ましい。
 上述したアミノ系シランカップリング剤やチオール系シランカップリング剤を用いてシランカップリング処理を行う際には、予め、繊維膜の表面を活性化させる活性化処理を行うことが好ましい。活性化処理としては、特に限定されないが、たとえば、繊維膜を、過酸化水素、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等を含む水溶液を用いて洗浄する方法が挙げられる。繊維膜を洗浄する場合には、たとえば、繊維膜を、過酸化水素、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等を含む水溶液に浸漬させて、振とう撹拌する方法を用いることが好ましい。振とう撹拌する際における温度条件は、特に限定されないが、好ましくは20~100℃、より好ましくは30~80℃である。振とう撹拌する際における撹拌時間は、特に限定されないが、好ましくは20~300分、より好ましくは60~150分である。
 繊維膜の表面を活性化させるための水溶液として、過酸化水素水を含む水溶液を用いる場合には、水溶液中の過酸化水素の濃度は、好ましくは20~80重量%、より好ましくは40~50重量%である。
 また、繊維膜の表面を活性化させるための水溶液として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアを含む水溶液を用いる場合には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアのうちいずれか一つを含む水溶液を用いてもよいし、二つ以上を含む水溶液を用いてもよいが、水溶液中における水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアの合計の濃度が(すなわち、水溶液中における、水酸化ナトリウムの濃度、水酸化カリウムの濃度、アンモニアの濃度の合計の濃度が)、好ましくは0.01~10mol/L、より好ましくは0.5~5mol/Lである。
 本発明は、水素化反応により得られた反応混合物を含有する溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜と接触させることで、溶液中に含まれる白金族元素、より具体的には、溶液中において遊離の状態で存在するナノオーダーサイズの白金族元素粒子を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜に吸着させ、これにより回収するものであり、このような白金族元素を効率的に回収できるものである。特に、本発明によれば、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜を用いて、濾過等の方法により、水素化反応により得られた反応混合物を含有する溶液中の白金族元素粒子を吸着して回収することができるため、溶液を処理する際の空間速度(SV)をより高くすることができ、これにより、白金族元素粒子の回収の処理効率をより向上させることができる。また、本発明によれば、本発明で用いる、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜は、水素化反応により得られた反応混合物を含有する溶液を形成する有機溶媒に対して不溶であるため、このような有機溶媒に残存したり、反応したりしてしまうことがないため、このような有機溶媒を好適に再利用することができる。そして、その結果として、生産効率を高めることができる。
 なお、上述した例においては、触媒回収方法として、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜を用いる方法を例示したが、本発明の触媒回収方法では、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜に代えて、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカを用いてもよい。
 本発明において、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカを用いる場合には、水素化共役ジエン系重合体の製造方法は、
 溶媒中、白金族元素含有触媒の存在下で、共役ジエン系重合体を水素化することで、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を得る水素化反応工程と、
 前記水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカと接触させることで、該溶液中に含まれる白金族元素を回収する触媒回収工程と、を備える。
 アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカに、白金族元素粒子を吸着させる方法としては、特に限定されないが、(1)アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカを、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液中に添加し、攪拌する方法や、(2)水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカを充填したカラムに通す方法などが挙げられる。
 水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基
を表面に有するシリカと接触させる際の、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液中の水素化共役ジエン系重合体の濃度は好ましくは0.001~20重量%、より好ましくは0.002~15重量%、特に好ましくは0.005~10%重量%の範囲である。この範囲であることによって、白金族元素粒子回収の生産性と回収効率の安定性が保たれ好ましい。
 アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカを、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液中に添加し、攪拌する方法における、添加割合は、「水素化共役ジエン系重合体:アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカ」の重量割合で、好ましくは1:0.01~1:100の範囲、より好ましくは1:0.01~1:50の範囲とすることができる。
 また、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液に、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカを接触させる際における、接触温度は、好ましくは10~150℃、より好ましくは20~120℃、また、接触時間は、好ましくは10分~100時間、より好ましくは30分~72時間である。
 また、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカを充填したカラムに通す方法においては、空間速度(SV)を、0.1~50(1/hr)の範囲とすることが好ましく、0.2~10(1/hr)の範囲とすることがより好ましい。空間速度(SV)を上記範囲の上限より低くすることにより、白金族元素粒子の吸着率がより良好に保持される。一方、空間速度(SV)を上記範囲の下限より高くすることにより、白金族元素粒子の回収の処理効率がより良好に保持される。なお、空間速度(SV)は、たとえば、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカを充填したカラムに通す際における、圧力を調整することにより、制御することができる。
 また、本発明において、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカとして、アミノ基を含有する基を表面に有するシリカを用いる場合には、アミノ基としては、アミノ基を形成する水素原子が、アルキル基などで置換されたものであってもよいし、無置換のものであってもよいが、置換されていない無置換のアミノ基、すなわち、「-NH」の形態であるものを用いることが好ましい。たとえば、アルキル基などで置換されている置換アミノ基では、白金族元素粒子の吸着効果が低下してしまう場合がある。
 なお、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカとしては、アミノ基を含有する基のみを表面に有するものや、チオール基を含有する基のみを表面に有するものを用いてもよいし、あるいは、アミノ基を含有する基と、チオール基を含有する基との両方を表面に有するものを用いてもよい。なかでも、白金族元素粒子の吸着効果により優れるという観点より、少なくともアミノ基を含有する基を表面に有するシリカを用いることが好ましい。
 アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカを形成するアミノ基を含有する基としては、上述したアミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜を形成するアミノ基を含有する基と、同様の基を用いることができる。
 また、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカを形成するチオール基を含有する基としては、上述したアミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜を形成するチオール基を含有する基と、同様の基を用いることができる。
 アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカの平均粒子径は、特に限定されないが、好ましくは1μm~10mmであり、より好ましくは2μm~1mmである。
 そして、本発明によれば、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカに、溶液中に遊離の状態で存在する白金族元素粒子を吸着させた後に、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカを濾過や遠心分離などにより分離することで、溶液中に遊離の状態で存在する白金族元素粒子を効率的に回収することができる。
 本発明によれば、水素化反応により得られた反応混合物を含有する溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカと接触させることで、溶液中に含まれる白金族元素、より具体的には、溶液中において遊離の状態で存在するナノオーダーサイズの白金族元素粒子を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカに吸着させ、これにより回収するものであり、このような白金族元素を効率的に回収できるものである。また、本発明によれば、本発明で用いる、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカは、水素化反応により得られた反応混合物を含有する溶液を形成する有機溶媒に対して不溶であるため、このような有機溶媒に残存したり、反応してしまうことがないため、このような有機溶媒を好適に再利用することができる。そして、その結果として、生産効率を高めることができる。
 以下に、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。以下において、特記しない限り「部」は重量基準である。
(白金族元素粒子の粒子径の評価)
 水素化反応により得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の溶液を濾過して得た濾液を、精密粒度分布測定装置「DLS8000」(大塚電子社製)を用いて、動的光散乱法により測定することにより、濾液中の白金族元素粒子の粒子径を測定した。ここで、1nm超、90nm以下の範囲に粒子径のピークが観察された濾液については、ナノオーダーサイズの白金族元素粒子が含まれていると判断した。
 製造例1
 反応器に、オレイン酸カリウム2部、イオン交換水180部、アクリロニトリル37部、およびt-ドデシルメルカプタン0.5部を、この順に仕込んだ。次いで、反応器内部を窒素で置換した後、ブタジエン63部を添加し、反応器を10℃に冷却して、クメンハイドロパーオキサイド0.01部、および硫酸第一鉄0.01部を添加した。次いで、反応器を10℃に保ったまま内容物を16時間攪拌した。その後、反応器内へ10重量%のハイドロキノン水溶液を添加して重合反応を停止させた後、重合反応液から未反応の単量体を除去することで、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体のラテックスを得た。重合転化率は90%であった。
 次いで、上記とは別の反応器に、塩化カルシウム(凝固剤)3部を溶解した凝固水300部を入れ、これを50℃で攪拌しながら、上記にて得られたラテックスを凝固水中へ滴下した。そして、ここへ水酸化カリウム水溶液を加えてpHを11.5に保ちながら重合体クラムを析出させた後、凝固水から重合体クラムを分取して水洗後、50℃で減圧乾燥した。次いで、得られた重合体クラムをアセトンに溶解することで、重合体含量が15重量%のアセトン溶液を調製した。
 そして、得られたアクリロニトリル-ブタジエン共重合体のアセトン溶液にシリカ担持型パラジウム(Pd)触媒(Pd量は「Pd金属/アクリロニトリル-ブタジエン共重合体」の比で1000重量ppm)を加えて、これを攪拌機付オートクレーブに投入し、窒素ガスを10分間流すことで溶存酸素を除去した。次いで、系内を2回水素ガスで置換後、5MPaの水素を加圧し、内容物を50℃に加温して6時間攪拌することで、水素化反応を行った。
 水素化反応終了後、反応系を室温に冷却し、系内の水素を窒素で置換した。そして、水素化反応により得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の溶液について、濾過を行うことで、シリカ担持型パラジウム触媒を回収した。得られた濾液のうち一部を採取し、これを10倍量の水中に投入して、重合体を析出させ、得られた重合体を真空乾燥機で24時間乾燥することで、固形状の水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体を得た。得られた固形状の水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体について、原子吸光測定により、共重合体中のパラジウム量を測定したところ、パラジウム量は145重量ppmであった。また、得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体のヨウ素価は、7.4であった。さらに、得られた濾液のうち一部を採取し、上述した方法により白金族元素粒子の粒子径の評価を行ったところ、粒子径のピークは1nm超、90nm以下の範囲であった。
 製造例2
 製造例1と同様にして、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体(NBR)のラテックスを得て、これを凝固した後、アセトンに溶解することで、重合体含量が15重量%のアクリロニトリル-ブタジエン共重合体のアセトン溶液を得た。
 次いで、上記とは別の反応器にて、酢酸パラジウム1部、ポリメチルビニルエーテル3部、ヒドラジン(10%水溶液)3部を、アセトン800部に混合することで、触媒溶液(酢酸パラジウム触媒)を得た。
 次いで、得られたアクリロニトリル-ブタジエン共重合体のアセトン溶液に、上記にて調製した触媒溶液を、「Pd金属/アクリロニトリル-ブタジエン共重合体」の比で250重量ppmとなる量にて添加し、これを攪拌機付オートクレーブに投入し、窒素ガスを10分間流すことで溶存酸素を除去した。次いで、系内を2回水素ガスで置換後、5MPaの水素を加圧し、内容物を50℃に加温して6時間攪拌することで、水素化反応を行った。
 次いで、水素化反応により得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の溶液のうち一部を採取し、これを10倍量の水中に投入して、重合体を析出させ、得られた重合体を真空乾燥機で24時間乾燥することで、固形状の水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体を得た。得られた固形状の水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体について、原子吸光測定により、共重合体中のパラジウム量を測定したところ、パラジウム量は250重量ppmであった。また、得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体のヨウ素価は、7.4であった。さらに、得られた濾液のうち一部を採取し、上述した方法により白金族元素粒子の粒子径の評価を行ったところ、粒子径のピークは1nm超、90nm以下の範囲であった。
 製造例3
 市販の硼珪酸塩ガラス製のガラス繊維膜(A-1)(商品名「ADVANTEC GA-100」(細孔径1.0μm))0.1部を、過酸化水素8.1部を蒸留水19.0部で希釈した水溶液中で、60℃の条件で30分間浸漬し、振とう機を用いて、振とう攪拌することで、過酸化水素処理ガラス繊維膜を得た。その後、上記水溶液から取り出した過酸化水素処理ガラス繊維膜を、蒸留水で十分に洗浄した後、シランカップリング剤としての3-アミノプロピルトリエトキシシラン0.2部を蒸留水48.0部で希釈した溶液中にて、振とう機を用いて、80℃で2時間振とう攪拌することで、シランカップリング処理を行った。次いで、シランカップリング処理を行った過酸化水素処理ガラス繊維膜を、メタノールおよび蒸留水にて十分に洗浄した後、120℃で2時間乾燥させ、シランカップリング剤を定着させることで、アミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-1)を得た。その後、アミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-1)に対して、X線光電子分光分析(型番「PHI5000 VersaProbe II」、Ulvac-Phi社製)にて通常の測定条件でワイドスキャンおよびナロースキャンを行った。なお、X線光電子分光分析による測定は、上述した過酸化水素を用いた処理およびシランカップリング処理を行う前のガラス繊維膜(A-1)に対しても同様に行った。その結果、ガラス繊維膜(A-1)における各元素の含有割合は、炭素(C)5.2原子%、窒素(N)0原子%、酸素(O)64.5原子%、ケイ素(Si)24.9原子%であった。一方、アミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-1)における各元素の含有割合は、炭素(C)12.2原子%、窒素(N)2.1原子%、酸素(O)57.4原子%、ケイ素(Si)25.5原子%であった。この結果から、ガラス繊維膜(A-1)からは検知されなかった窒素(N)が、シランカップリング処理を行った後のアミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-1)からは検知され、このことから、シランカップリング剤によって、ガラス繊維膜(A-1)にアミノ基が導入されたことが確認された。
 製造例4
 ガラス繊維膜(A-1)0.1部に代えて、硼珪酸塩ガラス製のガラス繊維膜(A-2)(商品名「ADVANTEC GB-100R」(細孔径0.6μm))0.1部を使用した以外は、製造例3と同様にして、アミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-2)を得て、同様に測定を行った。その結果、ガラス繊維膜(A-2)における各元素の含有割合は、炭素(C)5.1原子%、窒素(N)0原子%、酸素(O)64.6原子%、ケイ素(Si)25.3原子%であった。一方、アミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-2)における各元素の含有割合は、炭素(C)12.3原子%、窒素(N)2.3原子%、酸素(O)57.6原子%、ケイ素(Si)25.4原子%であった。この結果から、ガラス繊維膜(A-2)からは検知されなかった窒素(N)が、シランカップリング処理を行った後のアミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-2)からは検知され、このことから、シランカップリング剤によって、ガラス繊維膜(A-2)にアミノ基が導入されたことが確認された。
 製造例5
 ガラス繊維膜(A-1)0.1部に代えて、硼珪酸塩ガラス製のガラス繊維膜(A-3)(商品名「ADVANTEC GF-75」(細孔径0.3μm))0.1部を使用した以外は、製造例3と同様にして、アミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-3)を得て、同様に測定を行った。その結果、ガラス繊維膜(A-3)における各元素の含有割合は、炭素(C)5.2原子%、窒素(N)0原子%、酸素(O)64.9原子%、ケイ素(Si)25.0原子%であった。一方、アミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-3)における各元素の含有割合は、炭素(C)12.1原子%、窒素(N)2.5原子%、酸素(O)57.6原子%、ケイ素(Si)25.4原子%であった。この結果から、ガラス繊維膜(A-3)からは検知されなかった窒素(N)が、シランカップリング処理を行った後のアミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-3)からは検知され、このことから、シランカップリング剤によって、ガラス繊維膜(A-3)にアミノ基が導入されたことが確認された。
 製造例6
 シランカップリング剤として、3-アミノプロピルトリエトキシシラン0.2部の代わりに、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン0.2部を使用した以外は、製造例3と同様にして、過酸化水素処理ガラス繊維膜にシランカップリング剤を定着させることで、メルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-4)を得て、同様に測定を行った。その結果、ガラス繊維膜(A-1)における各元素の含有割合は、炭素(C)5.2原子%、硫黄(S)0原子%、酸素(O)64.5原子%、ケイ素(Si)24.9原子%であった。一方、メルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-4)における各元素の含有割合は、炭素(C)14.1原子%、硫黄(S)1.7原子%、酸素(O)58.3原子%、ケイ素(Si)25.9原子%であった。この結果から、ガラス繊維膜(A-1)からは検知されなかった硫黄(S)が、シランカップリング処理を行った後のメルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-4)からは検知され、このことから、シランカップリング剤によって、ガラス繊維膜(A-1)にチオール基が導入されたことが確認された。
 製造例7
 ガラス繊維膜(A-1)0.1部に代えて、ガラス繊維膜(A-2)0.1部を使用した以外は、製造例6と同様にして、メルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-5)を得て、同様に測定を行った。その結果、ガラス繊維膜(A-2)における各元素の含有割合は、炭素(C)5.1原子%、硫黄(S)0原子%、酸素(O)64.6原子%、ケイ素(Si)25.3原子%であった。一方、メルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-5)における各元素の含有割合は、炭素(C)14.2原子%、硫黄(S)2.0原子%、酸素(O)58.0原子%、ケイ素(Si)26.0原子%であった。この結果から、ガラス繊維膜(A-2)からは検知されなかった硫黄(S)が、シランカップリング処理を行った後のメルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-5)からは検知され、このことから、シランカップリング剤によって、ガラス繊維膜(A-2)にチオール基が導入されたことが確認された。
 製造例8
 ガラス繊維膜(A-1)0.1部に代えて、ガラス繊維膜(A-3)0.1部を使用した以外は、製造例6と同様にして、メルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-6)を得て、同様に測定を行った。その結果、ガラス繊維膜(A-3)における各元素の含有割合は、炭素(C)5.2原子%、硫黄(S)0原子%、酸素(O)64.9原子%、ケイ素(Si)25.0原子%であった。一方、メルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-6)における各元素の含有割合は、炭素(C)14.2原子%、硫黄(S)2.1原子%、酸素(O)57.7原子%、ケイ素(Si)25.6原子%であった。この結果から、ガラス繊維膜(A-3)からは検知されなかった硫黄(S)が、シランカップリング処理を行った後のメルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-6)からは検知され、このことから、シランカップリング剤によって、ガラス繊維膜(A-3)にチオール基が導入されたことが確認された。
 実施例1
 内径25mm、高さ130mmのクリアシリンジ(商品名「クリアシリンジ PSY-Eシリーズ」、武蔵エンジニアリング社製)、および内径25mmのクリアシリンジ用のフィルターホルダー(商品名「スウィネクスフィルターホルダー」、AS ONE社製)を準備し、このフィルターホルダーに、上述した製造例3で得られたアミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-1)を3枚を重ねて挟んだ後、フィルターホルダーを上記クリアシリンジに接続することで、パラジウム回収装置を作製した。次いで、アダプターチューブ(商品名「アダプターチューブAT-Eシリーズ」、武蔵エンジニアリング社製)を準備し、このアダプターチューブを上記クリアシリンジに接続することで、窒素ガスによる加圧送液(加圧濾過)を実施できるようにした。
 そして、製造例1で得られた濾過後の水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の溶液(水素化反応にシリカ担持型パラジウム触媒を用いて得られた溶液)を一部採取し、これを水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の濃度が5重量%になるように、アセトンを添加して濃度調整を行った後、上述したパラジウム回収装置中を用いて、クリアシリンジ内の圧力が1.0(kg/cm)となるように窒素ガスを流しながら加圧濾過を行ったところ、空間速度(SV)は564.8(1/hr)であった。その後、パラジウム回収装置によって加圧濾過して得られた溶液を、10倍量の水中に投入することで、固形分を析出させ、得られた固形分を真空乾燥機で24時間乾燥することで、固形状の水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体を得た。得られた固形状の水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体について、原子吸光分析により、含有するパラジウム量を測定し、下記式にしたがって、パラジウムの回収率を算出した。結果を表1に示す。
  パラジウムの回収率(%)=((製造例1で得られた共重合体中のパラジウム量-加圧濾過後に得られた共重合体中のパラジウム量)/製造例1で得られた共重合体中のパラジウム量)×100
 ここで、上記式により得られるパラジウムの回収率(固形状の共重合体中のパラジウム量の測定結果に基づいて得られるパラジウムの回収率)の値が高い場合には、上記加圧濾過によって、水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の溶液から、良好にパラジウムが回収されたことを示す。すなわち、水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の溶液中におけるパラジウム量がより多い場合には、この溶液から得られる固形状の共重合体には、より多くのパラジウムが含まれることとなる。そのため、上記式のように、溶液を加圧濾過することなく得られた固形状の共重合体中に含まれるパラジウム量と、溶液を加圧濾過した後に得られた固形状の共重合体に含まれるパラジウム量とに基づいて算出されるパラジウムの回収率は、加圧濾過によって溶液から回収されるパラジウムの回収率を示す指標とすることができる。
 実施例2~5
 上述したパラジウム回収装置で使用するガラス繊維膜として、アミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-1)を3枚重ねたものに代えて、それぞれ、製造例4で得られたアミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-2)を3枚重ねたもの(実施例2)、製造例5で得られたアミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-3)を1枚用いたもの(実施例3)、製造例5で得られたアミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-3)を3枚重ねたもの(実施例4)、製造例5で得られたアミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-3)を9枚重ねたもの(実施例5)を使用した以外は、実施例1と同様にして、パラジウム回収装置で加圧濾過の処理を行い、同様に測定を行った。結果を表1に示す。なお、実施例2~5においては、加圧濾過を、パラジウム回収装置内のクリアシリンジ内の圧力が1.0(kg/cm)となるように窒素ガスを流しながら行った際における空間速度(SV)は、それぞれ、表1に示すものとなった。
 実施例6
 製造例1で得られた濾過後の水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の溶液に代えて、製造例2で得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の溶液(水素化反応に酢酸パラジウム触媒を用いて得られた溶液)を使用した以外は、実施例1と同様にして、パラジウム回収装置で加圧濾過の処理を行い、同様に測定を行った。結果を表1に示す。なお、実施例6においては、加圧濾過を、パラジウム回収装置内のクリアシリンジ内の圧力が1.0(kg/cm)となるように窒素ガスを流しながら行った際における空間速度(SV)は、表1に示すものとなった。
 実施例7~10
 上述したパラジウム回収装置で使用するガラス繊維膜として、アミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-1)を3枚重ねたものに代えて、それぞれ、製造例4で得られたアミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-2)を3枚重ねたもの(実施例7)、製造例5で得られたアミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-3)を1枚用いたもの(実施例8)、製造例5で得られたアミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-3)を3枚重ねたもの(実施例9)、製造例5で得られたアミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-3)を9枚重ねたもの(実施例10)を使用した以外は、実施例6と同様にして、パラジウム回収装置で加圧濾過の処理を行い、同様に測定を行った。結果を表1に示す。なお、実施例7~10においては、加圧濾過を、パラジウム回収装置内のクリアシリンジ内の圧力が1.0(kg/cm)となるように窒素ガスを流しながら行った際における空間速度(SV)は、それぞれ、表1に示すものとなった。
 実施例11~15
 上述したパラジウム回収装置で使用するガラス繊維膜として、アミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-1)を3枚重ねたものに代えて、それぞれ、製造例6で得られたメルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-4)を3枚重ねたもの(実施例11)、製造例7で得られたメルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-5)を3枚重ねたもの(実施例12)、製造例8で得られたメルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-6)を1枚用いたもの(実施例13)、製造例8で得られたメルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-6)を3枚重ねたもの(実施例14)、製造例8で得られたメルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-6)を9枚重ねたもの(実施例15)を使用した以外は、実施例1と同様にして、パラジウム回収装置で加圧濾過の処理を行い、同様に測定を行った。結果を表1に示す。なお、実施例11~15においては、加圧濾過を、パラジウム回収装置内のクリアシリンジ内の圧力が1.0(kg/cm)となるように窒素ガスを流しながら行った際における空間速度(SV)は、それぞれ、表1に示すものとなった。
 実施例16~20
 上述したパラジウム回収装置で使用するガラス繊維膜として、アミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-1)を3枚重ねたものに代えて、それぞれ、製造例6で得られたメルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-4)を3枚重ねたもの(実施例16)、製造例7で得られたメルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-5)を3枚重ねたもの(実施例17)、製造例8で得られたメルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-6)を1枚用いたもの(実施例18)、製造例8で得られたメルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-6)を3枚重ねたもの(実施例19)、製造例8で得られたメルカプトプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-6)を9枚重ねたもの(実施例20)を使用した以外は、実施例6と同様にして、パラジウム回収装置で加圧濾過の処理を行い、同様に測定を行った。結果を表1に示す。なお、実施例16~20においては、加圧濾過を、パラジウム回収装置内のクリアシリンジ内の圧力が1.0(kg/cm)となるように窒素ガスを流しながら行った際における空間速度(SV)は、それぞれ、表1に示すものとなった。
 比較例1~3
 上述したパラジウム回収装置で使用するガラス繊維膜として、アミノプロピル基修飾ガラス繊維膜(C-1)を3枚重ねたものに代えて、それぞれ、上述した過酸化水素を用いた処理およびシランカップリング処理を行う前のガラス繊維膜である、ガラス繊維膜(A-1)を3枚重ねたもの(比較例1)、ガラス繊維膜(A-2)を3枚重ねたもの(比較例2)、ガラス繊維膜(A-3)を3枚重ねたもの(比較例3)を使用した以外は、実施例6と同様にして、パラジウム回収装置で加圧濾過の処理を行い、同様に測定を行った。結果を表1に示す。なお、比較例1~3においては、加圧濾過を、パラジウム回収装置内のクリアシリンジ内の圧力が1.0(kg/cm)となるように窒素ガスを流しながら行った際における空間速度(SV)は、それぞれ、表1に示すものとなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表1に示すように、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜を用いた場合には、パラジウムの回収率が高く、パラジウムを良好に回収できることが確認できる(実施例1~20)。
 一方、アミノ基およびチオール基のいずれも導入されていない繊維膜を使用した場合には、パラジウムの回収率が低く、パラジウムをほとんど回収できない結果となった(比較例1~3)。
 実施例21
 製造例1で得られた濾過後の水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の溶液を一部採取し、これをバイアルに移し、水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の濃度が5重量%となるように、アセトンを添加して濃度調整を行った後、水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体100部に対して、アミノプロピル基修飾シリカ(商品名「QuadraSil AP」、SIGMA-ALDRICH社製、表面にアミノプロピル基が導入されてなるシリカ、平均粒子径54μm)100部を添加した。次いで、振とう器(商品名「RECIPRO SHAKER SR-1」、タイテック社製)を使用して、25℃、120rpmの条件にて、24時間攪拌を行った後、濾過を行うことにより、アミノプロピル基修飾シリカを回収した。
 そして、アミノプロピル基修飾シリカを回収した後の濾液を10倍量の水中に投入して、重合体を析出させ、得られた重合体を真空乾燥機で24時間乾燥することで、固形状の水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体を得た。得られた固形状の水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体について、原子吸光測定により、共重合体中のパラジウム量を測定したところ、パラジウム量は53.9重量ppmであり、パラジウムの回収率は62.8%であった。結果を表2に示す。なお、パラジウムの回収率は「パラジウムの回収率(%)=(アミノプロピル基修飾シリカによる回収処理をする前のパラジウムの量-アミノプロピル基修飾シリカによる回収処理をした後のパラジウムの量)/アミノプロピル基修飾シリカによる回収処理をする前のパラジウムの量×100」に従って算出した(後述する実施例22~24、比較例4~6も同様。)。
 実施例22
 アミノプロピル基修飾シリカの添加量を100部から300部に変更した以外は、実施例21と同様の操作を行ったところ、得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体中のパラジウム量は17.4重量ppmであり、パラジウムの回収率は88.0%であった。結果を表2に示す。
 実施例23
 アミノプロピル基修飾シリカ100部の代わりに、メルカプトプロピル基修飾シリカ(商品名「QuadraSil MP」、SIGMA-ALDRICH社製、表面にメルカプトプロピル基が導入されてなるシリカ、平均粒子径54μm)100部を使用した以外は、実施例21と同様の操作を行ったところ、得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体中のパラジウム量は90.5重量ppmであり、パラジウムの回収率は37.6%であった。結果を表2に示す。
 実施例24
 メルカプトプロピル基修飾シリカの添加量を100部から300部に変更した以外は、実施例23と同様の操作を行ったところ、得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体中のパラジウム量は41.8重量ppmであり、パラジウムの回収率は71.2%であった。結果を表2に示す。
 比較例4
 アミノプロピル基修飾シリカ100部の代わりに、メチルチオウレア基修飾シリカ(商品名「QuadraSil MTU」、SIGMA-ALDRICH社製、表面にメチルチオウレア基を含む基が導入されてなるシリカ、平均粒子径54μm)100部を使用した以外は、実施例21と同様の操作を行ったところ、得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体中のパラジウム量は134.8重量ppmであり、パラジウムの回収率は7.0%であった。結果を表2に示す。
 比較例5
 アミノプロピル基修飾シリカ100部の代わりに、テトラアセテート構造修飾シリカ(商品名「QuadraSil TAA」、SIGMA-ALDRICH社製、表面にテトラアセテート構造を有する基が導入されてなるシリカ、平均粒子径54μm)100部を使用した以外は、実施例21と同様の操作を行ったところ、得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体中のパラジウム量は145.0重量ppmであり、パラジウムの回収率は0%であった(パラジウムを実質的に全く回収できなかった)。結果を表2に示す。
 比較例6
 アミノプロピル基修飾シリカ100部の代わりに、表面にチオール基を有するイオン交換樹脂(商品名「Smopex FG」、ジョンソン・マッセイ社製)100部を使用した以外は、実施例21と同様の操作を行ったところ、得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体中のパラジウム量は136.3重量ppmであり、パラジウムの回収率は6.0%であった。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 実施例21~24、比較例4~6の評価
 表2に示すように、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカを用いた場合には、パラジウムの回収率が高く、パラジウムを良好に回収できることが確認できる(実施例21~24)。
 一方、アミノ基またはチオール基以外の官能基を有するシリカや、チオール基を有するイオン交換樹脂を使用した場合には、パラジウムの回収率が低く、パラジウムをほとんど回収できない結果となった(比較例4~6)。
 実施例25
 内径18mm、高さ300mmのカラムを準備し、このカラム中に、アミノプロピル基修飾シリカ(商品名「QuadraSil AP」、SIGMA-ALDRICH社製、表面にアミノプロピル基が導入されてなるシリカ、平均粒子径54μm)7g(高さ80mmとなる量)を詰めることで、パラジウム回収用カラムを作製した。
 そして、製造例1で得られた濾過後の水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の溶液を一部採取し、これを、上記にて作製したパラジウム回収用カラム中に、空間速度SV=1.7(1/hr)の条件にて通した後、パラジウム回収用カラムを通した後の溶液を10倍量の水中に投入して、重合体を析出させ、得られた重合体を真空乾燥機で24時間乾燥することで、固形状の水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体を得た。得られた固形状の水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体について、原子吸光測定により、共重合体中のパラジウム量を測定したところ、パラジウム量は2.0重量ppmであり、パラジウムの回収率は98.6%であった。結果を表3に示す。なお、パラジウムの回収率は「パラジウムの回収率(%)=(パラジウム回収用カラムを通す前のパラジウムの量-パラジウム回収用カラムを通した後のパラジウムの量)/パラジウム回収用カラムを通す前のパラジウムの量×100」に従って算出した(後述する実施例26~36も同様。)。
 実施例26~28
 実施例25と同様にして作製したパラジウム回収用カラムを使用し、かつ、製造例1で得られた濾過後の水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の溶液を、パラジウム回収用カラム中に通す際の空間速度SVを、2.1(1/hr)、2.7(1/hr)、3.1(1/hr)にそれぞれ変更した以外は、実施例25と同様の操作を行った。得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体中のパラジウム量およびパラジウムの回収率は表3に示す通りであった。
 実施例29
 実施例25と同様にして作製したパラジウム回収用カラムを使用し、かつ、製造例1で得られた濾過後の水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の溶液の代わりに、製造例2で得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の溶液を使用するとともに、パラジウム回収用カラム中に通す際の空間速度SVを、1.2(1/hr)に変更した以外は、実施例25と同様の操作を行ったところ、得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体中のパラジウム量は7.2重量ppmであり、パラジウムの回収率は97.1%であった。結果を表3に示す。
 実施例30~32
 実施例25と同様にして作製したパラジウム回収用カラムを使用し、かつ、製造例2で得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の溶液を、パラジウム回収用カラム中に通す際の空間速度SVを、1.7(1/hr)、2.1(1/hr)、2.4(1/hr)にそれぞれ変更した以外は、実施例29と同様の操作を行った。得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体中のパラジウム量およびパラジウムの回収率は表3に示す通りであった。
 実施例33
 内径18mm、高さ300mmのカラムを準備し、このカラム中に、メルカプトプロピル基修飾シリカ(商品名「QuadraSil MP」、SIGMA-ALDRICH社製、表面にメルカプトプロピル基が導入されてなるシリカ、平均粒子径54μm)7g(高さ80mmとなる量)を詰めることで、パラジウム回収用カラムを作製した。
 そして、上記にて作製したパラジウム回収用カラムを使用したこと、および、製造例2で得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の溶液を、パラジウム回収用カラム中に通す際の空間速度SVを、0.8(1/hr)に変更したこと以外は、実施例29と同様の操作を行ったところ、得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体中のパラジウム量は21.0重量ppmであり、パラジウムの回収率は91.6%であった。結果を表3に示す。
 実施例34~36
 実施例13と同様にして作製したパラジウム回収用カラムを使用し、かつ、製造例2で得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の溶液を、パラジウム回収用カラム中に通す際の空間速度SVを、1.2(1/hr)、1.6(1/hr)、1.7(1/hr)にそれぞれ変更した以外は、実施例13と同様の操作を行った。得られた水素化アクリロニトリル-ブタジエン共重合体中のパラジウム量およびパラジウムの回収率は表3に示す通りであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 実施例25~36の評価
 表3に示すように、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカを用いた場合には、カラムを使用した方法を採用した場合においても、パラジウムの回収率が高く、パラジウムを良好に回収できることが確認できる(実施例25~36)。

Claims (6)

  1.  白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応を行うことで得られた反応混合物を含有する溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜と接触させることで、前記溶液中に含まれる白金族元素を回収する、触媒回収方法。
  2.  白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応を行うことで得られた反応混合物を含有する溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカと接触させることで、前記溶液中に含まれる白金族元素を回収する、触媒回収方法。
  3.  前記白金族元素が、パラジウムである請求項1または2に記載の触媒回収方法。
  4.  前記反応混合物が、水素化共役ジエン系重合体を含むものである請求項1~3のいずれかに記載の触媒回収方法。
  5.  有機溶媒中、白金族元素含有触媒の存在下で、共役ジエン系重合体を水素化することで、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を得る水素化反応工程と、
     前記水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有する繊維膜と接触させることで、該溶液中に含まれる白金族元素を回収する触媒回収工程と、を備える水素化共役ジエン系重合体の製造方法。
  6.  溶媒中、白金族元素含有触媒の存在下で、共役ジエン系重合体を水素化することで、水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を得る水素化反応工程と、
     前記水素化共役ジエン系重合体を含む溶液を、アミノ基またはチオール基を含有する基を表面に有するシリカと接触させることで、該溶液中に含まれる白金族元素を回収する触媒回収工程と、を備える水素化共役ジエン系重合体の製造方法。
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