硝酸イオンを高速で選択的に吸着する強塩基性陰イオン交換繊維

Strong-base anion exchange fibers for rapid and selective uptake of nitrate

城 昭典*; 藤本 留理子*; 吉田 裕美*; 松浦 博孝*; 片貝 秋雄; 玉田 正男

Jo, Akinori*; Fujimoto, Ruriko*; Yoshida, Hiromi*; Matsuura, Hirotaka*; Katakai, Akio; Tamada, Masao

工業規模のカラムで用いるイオン交換樹脂の粒径は0.5mm前後と大きいため、吸着速度が遅く、最適通液速度は空間速度(SV)で20-40hである。本研究では硝酸イオンを高速で選択的に吸着する強塩基性陰イオン交換繊維の合成と硝酸イオン吸着特性の評価を行った。ポリエチレン被覆ポリプロピレン短繊維にクロロメチルスチレン(CMS)をグラフトした繊維にトリブチルアミン(TBA)又はトリアミルアミン(TAA)のエタノール溶液を80Cで5h反応させ、目的のトリブチルアミン(FTBA)とトリアミルアミン(FTAA)繊維を得、その陰イオン交換容量は1.4と1.2meq/gであった。各繊維をカラムに充填し、1.0mMの硝酸ナトリウム水溶液をSV 500, 1000及び3000hで通液し、硝酸イオンの破過曲線を求めた。その結果、破過曲線の形状がほぼ重なっていることからこの繊維の硝酸イオン吸着速度が極めて迅速であることがわかった。SV 3000hの通液速度はイオン交換樹脂充填カラムの場合の約100倍であり、吸着操作に要する時間が樹脂の場合の1/100となる。5%破過容量は約0.5meq/gで総吸着量は1.2meq/gであった。また、Cl並びにSOの硝酸イオンの吸着に及ぼす影響を検討したところ、アルキル鎖長の長いFTAAは、FTBAよりSOの妨害がかなり軽減されていることもわかった。

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