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論文

Zirconium(IV) loaded bifunctional fiber containing both phosphonate and sulfonate as arsenate adsorbent

Awual, Md. R.*; 城昭典*; 玉田正男; 片貝秋雄

日本イオン交換学会誌, 18(4), p.422 - 427, 2007/10

https://doi.org/10.5182/jaie.18.422

ホスホン酸イオンとスルホン酸イオンの双方を交換基として有する二官能性陽イオン交換繊維にZr(IV)を担持して繊維状ヒ酸イオン吸着剤を調製した。この二官能性陽イオン交換繊維は前駆体繊維へホスホン酸基とスルホン酸基を導入して合成した。前駆体繊維はポリエチレン被覆ポリプロピレン繊維へクロロメチルスチレンとスチレンを共グラフト重合して得た。Zr(IV)を担持した繊維のヒ酸イオン吸着剤としての性能はカラム法によって評価した。Zr(IV)担持繊維を充填したカラムは0.016mM(1.2mg of As/dm $^{-3}$ )のヒ酸イオンを含む酸性溶液を流速200h $^{-1}$ で通液した場合でもヒ酸イオンを除去できた。塩化物イオン,硝酸イオン並びに硫酸イオンのナトリウム塩はヒ酸イオンの吸着を妨害しないのみならず、ヒ酸イオンの吸着を10%程促進した。吸着されたヒ酸イオンは水酸化ナトリウムによって定量的に溶離された。

口頭

ヒ酸ならびにリン酸に高選択性と高速吸着性を示す有機吸着剤の開発

浦田信也*; Awual, Md. R.*; 城昭典*; 片貝秋雄; 玉田正男

no journal, ,

市販の陰イオン交換樹脂は、過剰の塩化物イオンなどの共存下において、リン酸とヒ酸などの陰イオンを効率的によく吸着できない。そこで、ポリエチレン被覆ポリプロピレン繊維にN-ビニルホルムアミドをグラフト重合して得たグラフト繊維(FVH)を、アルカリ条件下(2M NaOH中で80 $^{circ}$ C、6h加熱)で加水分解してアミノ基(6.7mmol/g)を有する陰イオン交換繊維(FVA)を合成した。リン酸とヒ酸の陰イオンに対する吸着性能をバッチ法及びカラム法で検討した。リン酸とヒ酸の陰イオンの吸着量はpHが増加するとともに減少する傾向を示した。また、塩化物イオンによる吸着への影響は認められなかった。一方、水道水にヒ酸を1ppm含ませた試料(pH 7.00)をSV500h $^{-1}$ でカラム法による吸着実験を行った結果、従来の陰イオン交換樹脂であるダイヤイオン SA10AOHはベッドボリューム10以下からヒ酸が漏出し始めるのに対してFVAはベッドボリューム50からヒ酸の漏出が始まり、有効な吸着剤であることが確認できた。

口頭

ヒ酸とリン酸を迅速かつ高選択的に吸着する新規陰イオン交換繊維

浦田信也*; Awual, Md. R.*; 城昭典*; 片貝秋雄; 玉田正男

no journal, ,

市販の陰イオン交換樹脂は、過剰の塩化物イオンなどの共存下において、陰イオン種であるヒ酸とリン酸を効率よく吸着できない。このためこれらの選択吸着剤のほとんどが硬い金属イオンを用いた配位子交換型の吸着剤である。そこで、-NH $_{3}$ $^{+}$ 基を陰イオン交換基とする繊維(FVA)をN-ビニルホルムアミドをモノマーとして放射線グラフト重合によって合成し、ヒ酸とリン酸の陰イオンに対する吸着性能をバッチ法とカラム法で検討した。ヒ酸とリン酸の吸着量はpHが増加するとともに減少する傾向を示したが、ヒ酸などと同濃度の塩化物イオンが共存した場合でも吸着への影響はほとんど認められなかった。一方、水道水にヒ酸を1ppm含ませた試料(pH7.00)を空間速度500h $^{-1}$ の条件でカラム法によるFVAのヒ酸に対する動的吸着特性の評価を行った結果、FVAは従来の陰イオン交換樹脂であるDIAION SA10AOHの5倍の、ベッドボリューム50でヒ酸の漏出が始まり、有効な吸着剤であることが確認できた。

口頭

弱塩基性陰イオン交換繊維による水からのリン酸陰イオン種の高速除去

城昭典*; Awual, Md. R.*; 浦田信也*; 片貝秋雄; 玉田正男

no journal, ,

グラフト鎖にポリビニルアミンを有する弱塩基性陰イオン交換繊維(FVA)を放射線グラフト重合法により合成し、ヒ酸と性質が似ているリン酸イオンに対する吸着挙動をバッチ法とカラム法で評価した。リン酸イオンの吸着に及ぼす妨害イオンの影響を等モルの塩化物イオンまたは硫酸イオンの存在下でバッチ法により検討した結果、pH 7付近では両陰イオンの妨害が低いことがわかった。カラム法でリン酸塩濃度を1.6mMと一定にして、通液速度を150から2000h $^{-1}$ まで変えたところ、1%破過容量(BC)は1.5から1.1mmol/gに減少した。次に、通液速度を1000h $^{-1}$ と一定にして、リン酸塩濃度を1.6から0.07mMまで変えて検討した結果、BCは1.2から0.85mmol/gへ減少した。さらに、塩化物イオンと硫酸イオンの共存する0.4mMのリン酸塩溶液を1000h $^{-1}$ で通液し、選択性に及ぼす妨害イオンの影響を評価した結果、妨害イオン濃度がリン酸イオン濃度の5倍のときでも、塩化物イオンの妨害は少なく、リン酸イオンのBCは16%減少したに過ぎなかった。一方、硫酸イオンはリン酸イオンのBCを約半分に低下させたが、FVAは塩化物イオンと硫酸イオンよりリン酸イオンに選択的であるのみならず、リン酸イオンを極めて迅速に吸着した。

口頭

ジルコニウム(IV)を担持したホスホン酸とスルホン酸を有する二官能性繊維を用いる水からのリン酸イオンの除去

城昭典*; Awual, Md. R.*; 片貝秋雄; 玉田正男

no journal, ,

ホスホン酸とスルホン酸を有する二官能性繊維(FPS)にZr(IV)を担持して得られた配位子交換型吸着剤を用いて、ヒ酸イオンと性質が酷似したリン酸イオンの吸着挙動をカラム法で検討した。H $^{+}$ 形のFPSのリン並びに硫黄含量は0.9並びに1.9mmol/g、H $^{+}$ 容量は4.2meq/gであり、Zr(IV)担持量は1.2mmol/g-fiberであった。リン酸イオン濃度(Co)を0.4mg of P/Lと一定とし、pHを27まで変えた水溶液を空間速度(SV)50h $^{-1}$ で通液した結果、リン酸イオンの破過点(BP)はpH2の場合で約620Bedvolumes(BV)、pH7では470BVとpHの増加とともに減少した。次に、pH7の水溶液を、SV50150h $^{-1}$ で通液したところ、通液速度の増加とともにBPは470から340BVへと減少した。河川湖沼水中の主要陰イオンであるCl $^{-}$ , SO $_{4}$ $^{2-}$ 並びにHCO $_{3}$ $^{-}$ のリン酸イオン吸着に及ぼす影響を10mg/Lの濃度の水溶液で検討した結果、これらの陰イオンのナトリウム塩は、リン酸イオンのBPを大きくしており、リン酸イオンの吸着を促進した。吸着されたリン酸イオンは0.1M NaOH水溶液により定量的に溶離可能であり、その後0.5M H $_{2}$ SO $_{4}$ を通液することにより吸着剤が再生され、反復使用できることがわかった。