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電子線前照射グラフト重合法を用いた吸着速度の迅速な硝酸イオン選択性陰イオン交換繊維の開発

Development of nitrate selective anion exchange fibers with high kinetic performances using electron pre-irradiation graft polymerization technique

城 昭典*; 吉田 裕美*; 藤本 留理子*; 片貝 秋雄; 玉田 正男

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

硝酸イオンを選択的に吸着する強塩基性陰イオン交換樹脂が市販されているが、工業規模で用いるイオン交換樹脂の粒径は0.5mm内外と大きく、カラム法による吸着操作における空間速度(SV)は20$$sim$$40h$$^{-1}$$が上限である。本研究では硝酸イオンを迅速かつ選択的に吸着可能な強塩基性陰イオン交換繊維を合成し、カラム法による硝酸イオン吸着特性を評価した。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80$$^{circ}$$Cで5h反応させて、目的のTBAとTAAを官能基とする繊維を得、その陰イオン交換容量は1.4と1.2mmol/g-繊維であった。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SV500, 1000及び3000h$$^{-1}$$で通液し、硝酸イオンの破過曲線を求めた。破過曲線の形状は通液速度に依存せず、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。SV3000h$$^{-1}$$の通液速度はイオン交換樹脂充填カラムの場合の約100倍の速度であり、吸着操作に要する時間は樹脂の場合の1/100となる。5%破過容量は約0.5mmol/gで総吸着量は1.2mmol/gであった。また、Cl$$^{-}$$並びにSO$$_{4}$$$$^{2-}$$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では、5倍モルまでこれらのイオンの妨害はなかった。

no abstracts in English

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