JP2010142776A - Functional particle and method for treating water - Google Patents
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Abstract
【課題】被処理水に含まれる不純物を効率よく、かつ低コストで分離可能な機能性粒子、およびそれを用いた水処理方法を提供する。
【解決手段】磁性体粒子と、この磁性体粒子の表面に付着した両親媒性の有機基とを有する機能性粒子を、不純物を含んでなる水中に浸漬及び分散させ、前記機能性粒子の表面に前記不純物が吸着した後、前記機能性粒子を、磁力を利用して前記水から分離して除去する。
【選択図】なしProvided are functional particles capable of efficiently and inexpensively separating impurities contained in water to be treated, and a water treatment method using the same.
A functional particle having magnetic particles and an amphiphilic organic group attached to the surface of the magnetic particles is immersed and dispersed in water containing impurities, and the surface of the functional particles is obtained. After the impurities are adsorbed, the functional particles are separated and removed from the water using magnetic force.
[Selection figure] None
Description
本発明は、水質浄化や固液分離等を行なうのに有用な機能性粒子及びそれを用いた水処理方法に関するものである。特に、被処理水中で分離すべき物質と結合させ、磁気分離技術により捕捉して、前記物質を被処理水中から分離するのに有用な機能性粒子及びそれを用いた水処理方法に関するものである。 The present invention relates to functional particles useful for water purification and solid-liquid separation and a water treatment method using the same. In particular, the present invention relates to functional particles useful for separating a substance from the water to be treated by combining with a substance to be separated in the water to be treated and capturing the substance by a magnetic separation technique, and a water treatment method using the functional particle. .
昨今、工業の発達や人口の増加により水資源の有効利用が求められている。そのためには、工業排水などの廃水の再利用が非常に重要である。これらを達成するためには水の浄化、すなわち水中から他の物質を分離することが必要である。 In recent years, effective use of water resources is required due to industrial development and population growth. For this purpose, it is very important to reuse industrial wastewater and other wastewater. In order to achieve these, it is necessary to purify the water, ie to separate other substances from the water.
液体から不純物を分離する方法としては、各種の方法が知られており、たとえば膜分離、遠心分離、活性炭吸着、オゾン処理、凝集、さらには所定の吸着材による浮遊物質の除去などが挙げられる。このような方法によって、水に含まれるリンや窒素などの環境に影響の大きい化学物質を除去したり、水中に分散した油類、クレイなどを除去したりすることができる。 Various methods are known as a method for separating impurities from a liquid, such as membrane separation, centrifugation, activated carbon adsorption, ozone treatment, aggregation, and removal of suspended substances with a predetermined adsorbent. By such a method, chemical substances having a great influence on the environment such as phosphorus and nitrogen contained in water can be removed, and oils and clays dispersed in water can be removed.
これらのうち、膜分離はもっとも一般的に使用されている方法のひとつであるが、水中に分散した油類を除去する場合には膜の細孔に油が詰まり易く、膜の寿命が短くなりやすいという問題がある。このため、水中の油類を除去するには膜分離は適切でない場合が多い。このため重油等の油類が含まれている水からそれらを除去する手法としては、例えば重油の浮上牲を利用し、水上の設置されたオイルフェンスにより水の表面に浮いている重油を集め、表面から吸引および回収する方法、または、重油に対して吸着性をもった疎水性材料を水上に敷設し、重油を吸着させて回収する方法等が挙げられる。 Of these, membrane separation is one of the most commonly used methods. However, when oils dispersed in water are removed, the pores of the membrane are likely to be clogged with oil, which shortens the life of the membrane. There is a problem that it is easy. For this reason, membrane separation is often not appropriate for removing oils in water. For this reason, as a method of removing them from water containing oils such as heavy oil, for example, using the floating property of heavy oil, collect heavy oil floating on the surface of the water by an oil fence installed on the water, Examples thereof include a method of sucking and collecting from the surface, or a method of laying a hydrophobic material having an adsorptivity to heavy oil on water and adsorbing and collecting heavy oil.
また、固液分離等を目的とし、フィルターを用いて被処理水を濾過して有機物などからなる不純物等（以下、簡単のために不純物という）を分離し除去する浄化装置が知られている。このような浄化装置においては、微細な開口部を有するフィルターを具備してなりそのフィルターを被処理水が通過するように構成される。被処理水中の不純物は、その投影面積（または投影直径）が、フィルターの開口部投影面積（または開口部径）よりも大きい場合は通過できずに捕捉分離され、フィルターを透過した水が浄化水として回収される。 In addition, for the purpose of solid-liquid separation and the like, there is known a purification device that separates and removes impurities such as organic substances (hereinafter referred to as impurities for simplicity) by filtering water to be treated using a filter. Such a purification apparatus includes a filter having a fine opening and is configured such that water to be treated passes through the filter. If the projected area (or projected diameter) of impurities in the water to be treated is larger than the projected area (or diameter of the opening) of the filter, it cannot be passed and is captured and separated, and the water that has passed through the filter is purified water. As recovered.
さらに、同じフィルターで処理を繰り返すと、フィルターの入口側に不純物が順次堆積し圧力損失が増大して通水量が低下するという問題が発生する。このような問題が発生した場合、処理をいったん停止し、フィルターに浄化水などを逆方向から流してフィルターに堆積した不純物を除去しなければならない。 Furthermore, when the process is repeated with the same filter, impurities are sequentially deposited on the inlet side of the filter, resulting in a problem that the pressure loss increases and the amount of water flow decreases. When such a problem occurs, it is necessary to stop the treatment and remove impurities accumulated on the filter by flowing purified water or the like through the filter in the reverse direction.
また、フィルターで分離できない微細な不純物を分離する必要がある場合には、凝縮剤によって、フィルターにより分離できる数百マイクロメートル程度の大きさの凝集体を形成させて、分離する。具体的には、被処理水に硫酸バン土やポリ塩化アルミニウム等の凝集剤を添加し、被処理水中にアルミニウムイオン等を発生させ、撹絆により不純物を凝集させる。この場合、相対的に大きい凝集体にすることによりフィルターで汚不純物を除去することができ、水質の高い浄化水を得ることができる。分離された凝集体は、スラッジとしてそのまま、あるいはコンポスト化されて、処分場や焼却場に運搬される。 In addition, when it is necessary to separate fine impurities that cannot be separated by a filter, an agglomerate having a size of about several hundred micrometers that can be separated by a filter is formed by a condensing agent. Specifically, an aggregating agent such as bangsulphate or polyaluminum chloride is added to the water to be treated to generate aluminum ions and the like in the water to be agglomerated, and impurities are aggregated by stirring. In this case, by making a relatively large aggregate, the impurities can be removed by the filter, and purified water with high water quality can be obtained. The separated aggregates are transported to a disposal site or an incineration site as sludge as they are or composted.
しかし、このようにフィルターを用いた分離方法では、いくつかの改良すべき点が存在する。 However, there are several points to be improved in such a separation method using a filter.
まず、不純物が堆積したフィルターを洗浄水の逆流により洗浄し、その洗浄水と被処理物の混合水をスラッジとして分離部系から排除する構成であるため、一般的にスラッジの含水率が極めて大きくなる。ここでスラッジをトラックで処分場や焼却場に運搬する場合、コンポスト化する場合も含めて、運搬コストを下げるために含水率を小さくすることが好ましい。このためには一般的には遠心脱水機やベルトプレス機等の脱水手段を使用してスラッジの脱水処理が行われる。含水率の大きいスラッジの場合、脱水能力に優れた脱水手段が必要となり、その装置のコストや運転エネルギー費が増大する。 First, the filter in which impurities are accumulated is washed with a backflow of washing water, and the mixed water of the washing water and the object to be treated is excluded from the separation system as sludge. Therefore, the moisture content of sludge is generally extremely large. Become. Here, when the sludge is transported by truck to a disposal site or an incineration site, it is preferable to reduce the water content in order to reduce the transportation cost, including the case of composting. For this purpose, sludge is generally dehydrated using a dehydrating means such as a centrifugal dehydrator or a belt press. In the case of sludge having a high water content, a dehydrating means having an excellent dewatering capacity is required, and the cost of the apparatus and the operating energy cost increase.
また、分離処理を継続的に行う場合には、濾過処理、すなわち不純物のフィルターへの堆積とフィルターに堆積した不純物の洗浄とを交互に行なう必要があり、濾過処理を定期的に中断する必要があり、処理量の低下を招くという課題があった。 In addition, when the separation process is continuously performed, it is necessary to alternately perform the filtration process, that is, the accumulation of impurities on the filter and the cleaning of the impurities accumulated on the filter, and the filtration process needs to be interrupted periodically. There was a problem that the processing amount was reduced.
さらに、大量の被処理水の濾過を行なうには大面積のフィルターを使用しなければならず、浄化装置が大きくなるという問題がある。また、凝集剤を用いて回収する方法は、コストの面で不利となる。 Furthermore, in order to filter a large amount of water to be treated, a large-area filter must be used, and there is a problem that the purification device becomes large. Moreover, the method of collecting using a flocculant is disadvantageous in terms of cost.
以上のように、フィルターを用いて不純物を除去する方法には改良の余地があった。 As described above, there is room for improvement in the method of removing impurities using a filter.
かかる観点より、近年においては、所定の機能性粒子を用い、例えば油類が分散した水中内に浸漬させることによって、前記機能性粒子に前記油類を吸着させ、前記水中から除去する試みがなされている。例えば、特許文献１には、磁性体粒子の表面に樹脂等の有機質を吸着させてなる油分吸着材を用い、水中から油分を吸着除去する技術が開示されている。しかしながら、この方法では、水中への分散性が低く、前記機能性粒子が沈降したり、表面に浮遊したりしてしまう傾向があり、効率良く油分の吸着除去を行うことができなかった。 From this point of view, in recent years, an attempt has been made to adsorb the oils to the functional particles and remove them from the water by immersing them in water in which oils are dispersed, for example, using predetermined functional particles. ing. For example, Patent Document 1 discloses a technique for adsorbing and removing oil from water using an oil adsorbent obtained by adsorbing an organic substance such as resin on the surface of magnetic particles. However, in this method, the dispersibility in water is low, and the functional particles tend to settle or float on the surface, and the adsorption and removal of the oil cannot be efficiently performed.
また、特許文献２には、親水性ブロックと親油性ブロックとを有する機能性粒子としての吸着ポリマーを用いて油を吸着させ、その後その吸着ポリマーを水から除去する方法が開示されている。しかしながら、このような方法では吸着ポリマーと水の分離に労力がかかるだけでなく、油が吸着したポリマーが軟化して作業性が悪いという問題もある。 Patent Document 2 discloses a method of adsorbing oil using an adsorbing polymer as functional particles having a hydrophilic block and a lipophilic block, and then removing the adsorbing polymer from water. However, in such a method, not only labor is required for separating the adsorbed polymer and water, but also there is a problem that the polymer adsorbed with oil is softened and the workability is poor.
一方で、特許文献３には、磁性化された機能性粒子を用いて、油類を吸着した後の機能性粒子を、磁気を用いて分離する方法も知られている。例えば、磁性体表面をステアリン酸で修飾し、その磁性体に水中の油を吸着させ、回収する方法が開示されている。しかしながら、上記機能性粒子も水中への分散性が低く、前記機能性粒子が沈降したり、表面に浮遊したりしてしまう傾向があり、効率良く油分の吸着除去を行うことができなかった。 On the other hand, Patent Document 3 also discloses a method of separating functional particles after adsorbing oils using magnetized functional particles using magnetized functional particles. For example, a method is disclosed in which the surface of a magnetic material is modified with stearic acid, and oil in water is adsorbed to the magnetic material and recovered. However, the functional particles also have low dispersibility in water, and the functional particles tend to settle or float on the surface, so that the adsorption and removal of oil cannot be efficiently performed.
本発明は上記問題に鑑み、被処理水に含まれる不純物を効率よく、かつ低コストで分離可能な機能性粒子、およびそれを用いた水処理方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the functional particle which can isolate | separate the impurity contained in to-be-processed water efficiently and at low cost, and the water treatment method using the same in view of the said problem.
本発明の一態様は、磁性体粒子と、前記磁性体粒子の表面に付着した両親媒性の有機基と、を具えることを特徴とする、機能性粒子に関する。 One aspect of the present invention relates to a functional particle comprising a magnetic particle and an amphiphilic organic group attached to a surface of the magnetic particle.
また、本発明の他の態様は、不純物を含んでなる水中に、請求項１〜６のいずれか一に記載の機能性粒子を浸漬及び分散させるステップと、前記機能性粒子の表面に前記不純物が吸着した後、前記機能性粒子を、磁力を利用して前記水から分離するステップと、を具えることを特徴とする、水処理方法に関する。 In another aspect of the present invention, a step of immersing and dispersing the functional particles according to any one of claims 1 to 6 in water containing the impurities, and the impurities on the surface of the functional particles. And a step of separating the functional particles from the water using magnetic force after the adsorption.
本発明によれば、被処理水に含まれる不純物を効率よく、かつ低コストで分離可能な機能性粒子、およびそれを用いた水処理方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the functional particle which can isolate | separate the impurity contained in to-be-processed water efficiently and at low cost, and the water treatment method using the same can be provided.
以下、本発明の詳細、並びにその他の特徴及び利点について、実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, details of the present invention and other features and advantages will be described based on embodiments.
（機能性粒子）
本実施形態における機能性粒子は、磁性体粒子に表面に両親媒性の有機基が付着されることによって構成される。
(Functional particles)
The functional particles in the present embodiment are configured by attaching an amphiphilic organic group to the surface of magnetic particles.
＜磁性体粒子＞
前記磁性体粒子は特に限定されるものではないが、室温領域において強磁性又はフェリ磁性を示す物質であることが望ましい。しかしながら、本実施形態に当ってはこれらに限定されるものではなく、強磁性を示す物質としては、例えば鉄、および鉄を含む合金、磁鉄鉱、チタン鉄鉱、磁硫鉄鉱を例示することができ、フェリ磁性を示す物質としては、例えばマグネシアフェライト、コバルトフェライト、ニッケルフェライト、バリウムフェライトを例示することができる。
<Magnetic particles>
The magnetic particles are not particularly limited, but are desirably a substance exhibiting ferromagnetism or ferrimagnetism in a room temperature region. However, the present embodiment is not limited to these, and examples of the substance exhibiting ferromagnetism include iron and iron-containing alloys, magnetite, titanite, and pyrrhotite. Examples of the substance exhibiting magnetism include magnesia ferrite, cobalt ferrite, nickel ferrite, and barium ferrite.
これらのうち水中での安定性に優れたフェライト系化合物であればより効果的に本発明を達成することができる。例えば磁鉄鉱であるマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）は安価であるだけでなく、水中でも磁性体として安定し、元素としても安全であるため、水処理に使用しやすいので好ましい。 Of these, ferrite compounds having excellent stability in water can achieve the present invention more effectively. For example, magnetite (Fe 3 O 4 ), which is a magnetite, is preferable because it is not only inexpensive but also stable as a magnetic substance in water and safe as an element, so that it can be easily used for water treatment.
また、上記磁性体粒子は、球状、多面体、不定形など種々の形状を取り得るが特に限定されない。また、望ましい磁性体粒子としての粒径や形状は、製造コストなどを鑑みて適宜選択すれば良く、特に球状または角が丸い多面体構造が好ましい。 The magnetic particles can take various shapes such as a spherical shape, a polyhedron, and an irregular shape, but are not particularly limited. In addition, the particle size and shape as desirable magnetic particles may be appropriately selected in view of manufacturing cost, and a polyhedral structure having a spherical shape or rounded corners is particularly preferable.
鋭角な角を持つ粒子であると、表面を被覆するポリマー層を傷つけ、油分吸着材の形状を維持しにくくなってしまうことがあるためである。なお、上記磁性体粒子は、必要であればＣｕメッキ、Ｎｉメッキなど、通常のメッキ処理が施しされていてもよい。また、その表面が腐食防止などの目的で表面処理されていてもよい。 This is because particles having acute corners may damage the polymer layer covering the surface and make it difficult to maintain the shape of the oil adsorbent. The magnetic particles may be subjected to normal plating treatment such as Cu plating or Ni plating if necessary. Moreover, the surface may be surface-treated for the purpose of corrosion prevention.
上記磁性体粒子の大きさは特に限定されないが、一般に平均粒子径が０．１〜１０００μｍであることが好ましく、さらに１０〜５００μｍであることが好ましい。平均粒子径が０．１μｍ未満であると、磁場に起因した力の作用が小さくなるために磁気による回収が困難になる場合があり、１０００μｍを超えると比表面積が小さくなるために不純物の回収率が悪くなる場合ある。ここで、前記平均粒子径は、レーザー回折法により測定されたものである。具体的には、株式会社島津製作所製のＳＡＬＤ−ＤＳ２１型測定装置（商品名）などにより測定することができる。また、そのほかＸ線回折測定、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）測定により測定することもできる。 The size of the magnetic particles is not particularly limited, but generally the average particle diameter is preferably 0.1 to 1000 μm, more preferably 10 to 500 μm. When the average particle diameter is less than 0.1 μm, the action of force due to the magnetic field is small, and thus magnetic recovery may be difficult. When the average particle diameter exceeds 1000 μm, the specific surface area becomes small, and the impurity recovery rate. May get worse. Here, the average particle diameter is measured by a laser diffraction method. Specifically, it can be measured by a SALD-DS21 type measuring device (trade name) manufactured by Shimadzu Corporation. In addition, it can also be measured by X-ray diffraction measurement and transmission electron microscope (TEM) measurement.
なお、上記磁性体粒子は、上述のように、直接的に磁性体から構成することもできるが、微細な磁性体粉末と樹脂などのバインダーとからなる組成物から構成することもできる。 In addition, although the said magnetic body particle can also be comprised directly from a magnetic body as mentioned above, it can also be comprised from the composition which consists of fine magnetic body powder and binders, such as resin.
＜両親媒性の有機基＞
本実施形態における両親媒性の有機基は、疎水性（親油性）及び親水性の双方を呈するものであれば特に限定されない。一般には、前記有機基が疎水性基及び親水性基を有することによって、上記要件が満足される。
<Amphiphilic organic group>
The amphiphilic organic group in the present embodiment is not particularly limited as long as it exhibits both hydrophobicity (lipophilicity) and hydrophilicity. In general, the above requirements are satisfied when the organic group has a hydrophobic group and a hydrophilic group.
例えば、前記有機基は、
R1-(O-R2)n-OH （１）
（上記式中：R1は炭素原子数１〜３０の置換もしくは非置換の炭化水素基、又は置換もしくは非置換の芳香族基あるいは複素芳香族基、R2はエチレン、プロピレン、ブチレンのいずれかひとつ、nは１０〜５００の数である）なる一般式で表わすことができる。
For example, the organic group is
R1- (O-R2) n-OH (1)
(In the above formula: R1 is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic group or heteroaromatic group; R2 is any one of ethylene, propylene, and butylene; n is a number from 10 to 500).
一般式（１）において、R1で表わされる基が疎水性を呈し、(O-R2)nで表わされる基が親水性を示す。一般式（１）で表わされる有機基は、疎水性及び親水性の双方おいて優れるので、以下に説明する水処理に前記有機基を有する上記機能性粒子を用いた場合において、被処理水に含まれる不純物を効率よく、かつ低コストで分離することができるようになる。 In the general formula (1), the group represented by R1 exhibits hydrophobicity, and the group represented by (O—R2) n exhibits hydrophilicity. Since the organic group represented by the general formula (1) is excellent in both hydrophobicity and hydrophilicity, when the functional particles having the organic group are used in the water treatment described below, Impurities contained can be separated efficiently and at low cost.
なお、R1は炭素原子数１〜３０の置換もしくは非置換の炭化水素基であって、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナデカン、イコサン、ヘンイコサン、ドコサン、トリコサン、テトラコサン、ペンタコサン、ヘキサコサン、ヘプタコサン、オクタコサン、ノナコサン、トリアコサン等の分岐あるいは直鎖状の置換基やコレステロール等のステロイド骨格を有する化合物を例示することができる。この中でも、ヘキサン、オクタン、ノナン、デカン及びオクタデカンが好ましい。 R1 is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, such as methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane. , Tetradecane, pentadecane, hexadecane, heptadecane, octadecane, nonadecane, icosane, heikosan, docosan, tricosane, tetracosane, pentacosane, hexacosane, heptacosane, octacosane, nonacosane, triacosane, etc., and steroid skeletons such as cholesterol The compound which has can be illustrated. Among these, hexane, octane, nonane, decane and octadecane are preferable.
上述した炭化水素基は、Ｆ，Ｓｉ，Ｏ，Ｎ，Ｓ等のヘテロ原子が含有されていてもよい。 The above-described hydrocarbon group may contain heteroatoms such as F, Si, O, N, and S.
また、R1は置換もしくは非置換の芳香族基または複素芳香族基であって、例えば、フェニル基、ベンジル基、メチルベンジル基、ジメチルベンジル基、トリメチルベンジル基、クロロベンジル基、ジクロロベンジル基、トリクロロベンジル基、ニトロベンジル基、ジニトロベンジル基、トリニトロベンジル基、ナフチルメチル基；ナフチル、アントラセニルおよびフェナントレニル基のような２ないし３個のベンゼン環が縮合してなる縮合芳香環基；フラニル、チオフェニル、ピロリル、ピロリニル、ピロリジニル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、イミダゾリニル、イミタゾリジニル、ピラゾリル、ピラゾリジニル、トリアゾリル、フラザニル、テトラゾリル、ピラニル、チイニル、ピリジニル、ピペリジニル、オキサジニル、モルホリニル、チアジニル、ピリダジニル、ピリミジニル、ピラジニル、ピペラジニルおよびトリアジニル基のような単環式複素芳香環基；ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、インドリル、インドリニル、イソインドリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、インダゾリル、イミダゾリル、クロメニル、クロマニル、イソクロマニル、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、フタラジニル、キナゾリニル、キノキサリニル、ジベンゾフラニル、カルバゾリル、キサンテニル、アクリジニル、フェナントリジニル、フェナントロリニル、フェナジニル、フェノキサジニル、チアントレニル、インドリジニル、キノリジニル、キヌクリジニル、ナフチリジニル、プリニルおよびプテリジニル基のような縮合複素芳香環基；および水素原子が１つもしくはそれ以上の置換基で置換されたそれらの基を挙げることができる。 R1 is a substituted or unsubstituted aromatic group or heteroaromatic group, for example, phenyl group, benzyl group, methylbenzyl group, dimethylbenzyl group, trimethylbenzyl group, chlorobenzyl group, dichlorobenzyl group, trichloro group. Benzyl group, nitrobenzyl group, dinitrobenzyl group, trinitrobenzyl group, naphthylmethyl group; condensed aromatic ring group formed by condensation of 2 to 3 benzene rings such as naphthyl, anthracenyl and phenanthrenyl group; furanyl, thiophenyl, Pyrrolyl, pyrrolinyl, pyrrolidinyl, oxazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, imidazolyl, imidazolinyl, imidazolidinyl, pyrazolyl, pyrazolidinyl, triazolyl, furazanyl, tetrazolyl, pyranyl, thiinyl, pyridyl Monocyclic heteroaromatic groups such as ru, piperidinyl, oxazinyl, morpholinyl, thiazinyl, pyridazinyl, pyrimidinyl, pyrazinyl, piperazinyl and triazinyl groups; benzofuranyl, isobenzofuranyl, benzothiophenyl, indolyl, indolinyl, isoindolyl, benzoxa Zolyl, benzothiazolyl, indazolyl, imidazolyl, chromenyl, chromanyl, isochromanyl, quinolyl, isoquinolyl, cinnolinyl, phthalazinyl, quinazolinyl, quinoxalinyl, dibenzofuranyl, carbazolyl, xanthenyl, acridinyl, phenanthridinyl, phenanthrolinyl, phenazinyl , Thiantenyl, indolizinyl, quinolidinyl, quinuclidinyl, naphthyridinyl, prynyl and And condensed heteroaromatic groups such as pteridinyl groups; and those groups in which a hydrogen atom is substituted with one or more substituents.
また、上記有機基は、
R3-Ar-(O-R2)n-OH （２）
（上記式中：R3は炭素原子数１〜３０の置換もしくは非置換の炭化水素基、R2はエチレン、プロピレン、ブチレンのいずれかひとつ、Arは非置換の芳香族基または複素芳香族基、nは１０〜５００の数である）とすることもできる。
In addition, the organic group is
R3-Ar- (O-R2) n-OH (2)
(Wherein R3 is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, R2 is any one of ethylene, propylene and butylene, Ar is an unsubstituted aromatic group or heteroaromatic group, n Is a number of 10 to 500).
一般式（１）では、上記有機基がR1として、置換あるいは非置換の炭化水素基又は置換あるいは非置換の芳香族基のいずれか一方を有することが要求されるのみであったが、一般式（２）では、置換あるいは非置換の炭化水素基としてのR3に加えて、置換あるいは非置換の芳香族基としてのArを有するので、前記有機基は、これら炭化水素基及び芳香族基の双方を有することが要求される。したがって、一般式（１）で表わされる有機基に比較してより高い疎水性を呈する。 In the general formula (1), it is only required that the organic group has, as R1, either a substituted or unsubstituted hydrocarbon group or a substituted or unsubstituted aromatic group. In (2), in addition to R3 as a substituted or unsubstituted hydrocarbon group, it has Ar as a substituted or unsubstituted aromatic group, so that the organic group includes both these hydrocarbon groups and aromatic groups. It is required to have Therefore, it exhibits higher hydrophobicity than the organic group represented by the general formula (1).
なお、R3としての炭化水素基は、上述したR1と同様のものとすることができる。同じく、Arとしての芳香族基も、上述したR1と同様のものとすることができる。 The hydrocarbon group as R3 can be the same as R1 described above. Similarly, the aromatic group as Ar can be the same as R1 described above.
また、R3、ArはR1と同様の炭化水素基及び芳香族基とすることができるので、これらは疎水性を呈し、(O-R2)nは親水性を呈する。 Moreover, since R3 and Ar can be the same hydrocarbon group and aromatic group as R1, they exhibit hydrophobicity, and (O—R2) n exhibits hydrophilicity.
さらに、R2はエチレン、プロピレン、ブチレンのいずれかひとつであるので、一般式（１）及び（２）で示される有機基は、ポリエチレングリコール残基、ポリプロピレングリコール残基、ブチレングリコール残基を有することになる。したがって、(O-R2)nではなく、前述したポリエチレングリコール残基等が親水性を有するということもできる。 Furthermore, since R2 is any one of ethylene, propylene, and butylene, the organic group represented by the general formulas (1) and (2) has a polyethylene glycol residue, a polypropylene glycol residue, and a butylene glycol residue. become. Therefore, it can be said that the above-mentioned polyethylene glycol residue, etc., not (O-R2) n, has hydrophilicity.
なお、一般式（１）及び（２）における水酸基（OH）は、以下に説明するように、磁性体粒子にエステル結合によって結合する際に重要な役割を果たす。 The hydroxyl group (OH) in the general formulas (1) and (2) plays an important role when bound to the magnetic particles by an ester bond, as will be described below.
＜機能性粒子の製造＞
上述した磁性体粒子の表面に、上記有機基を付着する方法は任意の方法を用いることができる。しかしながら、機能性粒子が被処理水中に分散されたときに、前記有機基が前記磁性体粒子から脱離すると、被処理水が汚染されてしまう場合がある。したがって、前記有機基が前記磁性体粒子の表面から脱離しないように前記磁性体粒子の表面に化学的に結合させることが好ましい。
<Manufacture of functional particles>
Any method can be used for attaching the organic group to the surface of the magnetic particles described above. However, when the functional particles are dispersed in the water to be treated, the water to be treated may be contaminated if the organic group is detached from the magnetic particles. Therefore, it is preferable that the organic group is chemically bonded to the surface of the magnetic particle so that the organic group is not detached from the surface of the magnetic particle.
例えば、前記磁性体粒子が、マグネタイトからなるものである場合、その表面は酸化物の酸素原子が露出している。したがって、その表面を適当に処理し、表面に水酸基を形成させることで、前記有機基、またはその前駆体を有する有機物と反応しやすくすることができる。前述のような処理方法としては、エタノールなどの有機溶媒による洗浄、ＵＶ洗浄、プラズマ処理等が挙げられる。 For example, when the magnetic particles are made of magnetite, the oxygen atoms of the oxide are exposed on the surface. Therefore, by appropriately treating the surface and forming a hydroxyl group on the surface, it is possible to easily react with the organic group or an organic substance having a precursor thereof. Examples of the processing method as described above include cleaning with an organic solvent such as ethanol, UV cleaning, and plasma processing.
また、微細な磁性体粉末と樹脂などのバインダーとからなる組成物から形成された磁性体粒子を用いる場合には、バインダーに有機物と反応しえる官能基を導入しておくことで、両親媒性基を磁性体粒子と化学的に結合させることもできる。 In addition, when using magnetic particles formed from a composition comprising fine magnetic powder and a binder such as a resin, an amphiphilic property can be obtained by introducing a functional group capable of reacting with an organic substance into the binder. The group can also be chemically bonded to the magnetic particles.
また、上記磁性体粒子の表面と上記有機基と結合させる場合には、エステル結合を介して結合させることができる。この場合、前記磁性体粒子の表面に前記有機基をより強固に結合させることができ、後に説明する水処理において、被処理水中に前記有機基が分離して混入し、前記被処理水を汚染させるようなことがない。 Further, when the surface of the magnetic particle is bonded to the organic group, it can be bonded through an ester bond. In this case, the organic group can be more firmly bonded to the surface of the magnetic particle, and in the water treatment described later, the organic group is separated and mixed in the water to be treated, and contaminates the water to be treated. There is no such thing as letting
エステル結合を行う場合は、前記磁性体粒子と前記有機基とを、例えばジカルボン酸化合物、酸無水物、ジ酸塩化物などの存在下で反応させる。この反応は前記磁性体粒子、前記有機基等を溶剤中に溶解させて溶液とした後、前記ジカルボン酸等を添加し、所定温度に加熱して脱水反応を生ぜしめることによって行う。 When the ester bond is performed, the magnetic particles and the organic group are reacted in the presence of, for example, a dicarboxylic acid compound, an acid anhydride, or a diacid chloride. This reaction is carried out by dissolving the magnetic particles, the organic groups and the like in a solvent to obtain a solution, and then adding the dicarboxylic acid and heating to a predetermined temperature to cause a dehydration reaction.
ジカルボン酸化合物としては、飽和脂肪族カルボン酸、不飽和脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸などが挙げられる。飽和脂肪族カルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸などのジカルボン酸が挙げられる。不飽和脂肪族カルボン酸としてはｃｉｓ，ｃｉｓ−９，１２−オクタデカジエン酸、８，１１−イコサジエン酸などが挙げられる。芳香族カルボン酸としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などのジカルボン酸が挙げられる。 Examples of dicarboxylic acid compounds include saturated aliphatic carboxylic acids, unsaturated aliphatic carboxylic acids, and aromatic carboxylic acids. Examples of the saturated aliphatic carboxylic acid include dicarboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, and sebacic acid. Examples of the unsaturated aliphatic carboxylic acid include cis, cis-9,12-octadecadienoic acid, 8,11-icosadenoic acid, and the like. Examples of the aromatic carboxylic acid include dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid.
さらに ヘミメリト酸、トリメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレーニト酸、ピロメリト酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸などの多価カルボン酸なども挙げられる。 Furthermore, polycarboxylic acids such as hemimellitic acid, trimellitic acid, trimesic acid, merophanic acid, planitic acid, pyromellitic acid, polyacrylic acid and polymethacrylic acid are also included.
酸無水物としては上記ジカルボン酸の酸無水物、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸などの酸無水物などが挙げられる。 Examples of the acid anhydride include acid anhydrides of the above dicarboxylic acids, acid anhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride, and pyromellitic anhydride.
ジ酸塩化物としては上記ジカルボン酸の酸塩化物が挙げられる。たとえば、アジポイルクロリド（アジピン酸二塩化物）、二塩化テレフタロイルなどが挙げられる。 Examples of the diacid chloride include acid chlorides of the above dicarboxylic acids. Examples include adipoyl chloride (adipic acid dichloride), terephthaloyl dichloride, and the like.
なお、上記溶剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、アセトン、テトラヒドロフランなどが挙げられる。 In addition, as said solvent, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, acetone, tetrahydrofuran etc. are mentioned.
（水処理方法）
次に、上述の機能性粒子を用いた水処理方法について説明する。本実施形態による水処理方法は、不純物を含んでなる水から、不純物を分離するものである。ここで、不純物とは、処理しようとする水に含まれており、その水を利用するに当たって除去すべきものを意味する。例えば、前記不純物は有機物とすることができ、その有機物を再利用するために分離するものであってもよい。
(Water treatment method)
Next, a water treatment method using the above functional particles will be described. The water treatment method according to the present embodiment is for separating impurities from water containing the impurities. Here, the impurity means that it is contained in the water to be treated and should be removed when using the water. For example, the impurity may be an organic substance and may be separated to reuse the organic substance.
なお、以下においては、一例として上記不純物が油類の場合について説明する。ここで“油類”とは、水中に混和／分散している有機物のうち、一般に常温において液体であり、水に難溶性であり、粘性が比較的高く、水よりも比重が低いものをいう。より具体的には、動植物性油脂、炭化水素、芳香油などである。これらは、脂肪酸グリセリド、石油、高級アルコールなどに代表される。これらの油類はそれぞれ有する官能基などに特徴があるので、それに応じて上記油分吸着材を構成するポリマーや官能基を選択することができる。 In the following, the case where the impurities are oils will be described as an example. As used herein, “oils” refers to organic substances that are mixed / dispersed in water, generally liquid at room temperature, sparingly soluble in water, relatively high in viscosity, and lower in specific gravity than water. . More specifically, animal and vegetable oils, hydrocarbons, aromatic oils and the like. These are represented by fatty acid glycerides, petroleum, higher alcohols and the like. Since these oils are characterized by the functional groups and the like, the polymer and functional groups constituting the oil adsorbent can be selected accordingly.
最初に、油類を含んでなる水に、上記機能性粒子を浸漬、分散させる。上述したように、前記機能性粒子は、例えば一般式（１）で示されるR1等の疎水性基によって疎水性（親油性）を呈するとともに、例えば一般式（１）で示される(O-R2)n等の親水性基によって親水性を呈するので、前記機能性粒子はその親水性に起因して水中に均一に分散し、その疎水性によって前記油類が前記機能性粒子に吸着される。すなわち、水中への均一な分散性と油類の高度な吸着によって、前記油類を高度に吸着することができる。 First, the functional particles are immersed and dispersed in water containing oils. As described above, the functional particles exhibit hydrophobicity (lipophilicity) by a hydrophobic group such as R1 represented by the general formula (1), for example, and are represented by, for example, the general formula (1) (O-R2). ) Since the hydrophilic property is exhibited by a hydrophilic group such as n, the functional particles are uniformly dispersed in water due to the hydrophilic property, and the oils are adsorbed by the functional particles due to the hydrophobic property. That is, the oils can be highly adsorbed by uniform dispersibility in water and high oil adsorption.
具体的には８０％以上、好ましくは９７％以上、より好ましくは９８％以上、最も好ましくは９９％以上の油類を吸着することができる。 Specifically, oils of 80% or more, preferably 97% or more, more preferably 98% or more, and most preferably 99% or more can be adsorbed.
次いで、前記機能性粒子が前記油類を吸着した後、前記機能性粒子を水から分離し、結果として、前記水中に存在した前記油類を分離除去する。なお、前記機能性粒子は磁性体粒子を含むので、前記分離は、磁石による吸引によって行うことができる。また、重力による沈降や、サイクロンを用いた遠心力も併用することができる。 Next, after the functional particles adsorb the oils, the functional particles are separated from water, and as a result, the oils present in the water are separated and removed. Since the functional particles include magnetic particles, the separation can be performed by suction with a magnet. Moreover, sedimentation by gravity and centrifugal force using a cyclone can be used in combination.
水処理の対象とされる水は特に限定されない。具体的には工業排水、下水、生活排水などに用いることができる。処理しようとする水に含まれる不純物濃度も特に限定されない。但し、過度に不純物濃度が高い場合には、上記機能性粒子が多量に必要となるため、別の手段により不純物濃度を下げてから本態様による水処理方法に付すほうが効率的である。具体的には、本態様による水処理方法は、不純物濃度が１％以下の水に用いることが好ましく、０．１％以下の水に用いることがより好ましい。 The water to be treated is not particularly limited. Specifically, it can be used for industrial wastewater, sewage, domestic wastewater and the like. The concentration of impurities contained in the water to be treated is not particularly limited. However, when the impurity concentration is excessively high, a large amount of the functional particles is required. Therefore, it is more efficient to apply the water treatment method according to this embodiment after reducing the impurity concentration by another means. Specifically, the water treatment method according to this embodiment is preferably used for water having an impurity concentration of 1% or less, and more preferably used for water having a concentration of 0.1% or less.
次いで、上記機能性粒子によって油類を吸着して水中から除去した後は、前記機能性粒子を所定の溶媒で洗浄して吸着した油類を除去する。前記溶媒は、前記機能性粒子における有機基を溶解しないようなものであることが好ましい。具体的には、前有機基の、前記溶媒への溶解度が１０００ｍｇ／Ｌ以下のものを用いる。これによって、以下に示す乾燥工程の後、前記機能性粒子は、上述したような水処理に対して再利用することができる。 Next, after the oil is adsorbed by the functional particles and removed from the water, the adsorbed oil is removed by washing the functional particles with a predetermined solvent. It is preferable that the solvent does not dissolve the organic group in the functional particle. Specifically, a pre-organic group having a solubility in the solvent of 1000 mg / L or less is used. Thereby, after the drying process shown below, the functional particles can be reused for water treatment as described above.
前記溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノールや、アセトン、テトラヒドロフラン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン及びそれらの混合物を用いることができる。なお、それ以外の溶媒であっても、前記有機基の種類に応じて利用が可能である。 As said solvent, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, acetone, tetrahydrofuran, n-hexane, cyclohexane, and mixtures thereof can be used, for example. It should be noted that other solvents can be used depending on the type of the organic group.
次いで、前記機能性粒子から油類を除去した後は、洗浄に使用した前記溶媒を乾燥させる。この際、前記機能性粒子が劣化しておらず、規格内となっている場合は、前記溶媒を完全に取り除くことで、もう一度機能性粒子として再利用できる。乾燥工程は特に限定されないが、例えば風通しの良いところで乾燥させたり、減圧乾燥させたり、カラムにつめて通風したりして溶媒を除去する。 Next, after removing the oils from the functional particles, the solvent used for washing is dried. At this time, when the functional particles are not deteriorated and are within the specification, they can be reused once again as functional particles by completely removing the solvent. Although a drying process is not specifically limited, For example, a solvent is removed by drying in a well-ventilated place, drying under reduced pressure, or ventilating with a column.
次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。 Next, the present invention will be specifically described based on examples.
（実施例１）
マグネタイトなど鉄磁性またはフェリ磁性からなる磁性体粒子（平均粒子径５μｍ）を準備し、その表面を洗浄して、水酸基を形成させた。具体的には、エタノール中に磁性体粒子を添加し、室温で攪拌した後、５，０００ｒｐｍで３分間遠心分離を行って上澄みを除去した後、さらに超純水で同様に３回洗浄を行った。その後、１００℃で３０分乾燥させ、完全に水分を除去した。
Example 1
Magnetic particles (average particle size 5 μm) made of iron magnetism or ferrimagnetism such as magnetite were prepared, and the surface was washed to form hydroxyl groups. Specifically, after adding magnetic particles in ethanol, stirring at room temperature, centrifuging at 5,000 rpm for 3 minutes to remove the supernatant, and then washing with ultrapure water three times in the same manner. It was. Then, it was made to dry for 30 minutes at 100 degreeC, and the water | moisture content was removed completely.
Igepal CO-990（Aldrich社製）（ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル）を二塩化テレフタロイルに対して０．５等量反応させた後、乾燥した磁性体粒子を加えた。反応終了後、未反応のIgepal CO-990（Aldrich社製、）と二塩化テレフタロイルとをテトラヒドロフランで３回、超純水を用いて３回洗浄した。 Igepal CO-990 (Aldrich) (polyoxyethylene nonylphenyl ether) was reacted with 0.5 equivalent of terephthaloyl dichloride, and dried magnetic particles were added. After completion of the reaction, unreacted Igepal CO-990 (manufactured by Aldrich) and terephthaloyl dichloride were washed three times with tetrahydrofuran and three times with ultrapure water.
ＩＲ測定装置を用いて、表面処理された磁性体粒子の観察を行った。Ｓｉ−Ｏ（８００〜１１００ｃｍ−１）、エステル基（１７５０ｃｍ−１付近）、芳香族環Ｃ−Ｈ （１６００ｃｍ−１付近）のピークがそれぞれ観察されたことから、磁気微粒子の表面にノニオン型両親媒性修飾基が結合した機能性粒子を得た。 The surface-treated magnetic particles were observed using an IR measuring device. Since peaks of Si—O (800 to 1100 cm −1 ), ester group (near 1750 cm −1 ), and aromatic ring C—H (near 1600 cm −1 ) were observed, nonionic parents on the surface of the magnetic fine particles A functional particle to which a solvent modification group was bonded was obtained.
得られた機能性微粒子の平均粒子径は、Ｘ線回折測定、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）測定のいずれにおいても４μｍと決定でき、また表面修飾したことで粒子の形状になんら影響のないことが確認された。 The average particle diameter of the obtained functional fine particles can be determined to be 4 μm in both X-ray diffraction measurement and transmission electron microscope (TEM) measurement, and the surface modification may have no effect on the particle shape. confirmed.
次いで、水（２０ｍｌ）、ミシン油（４０μl）を含む５０ｍｌの比色管に、上記合成した機能性粒子（０．１ｇ）を加え、１分間振とうさせて油を機能性粒子に吸着させた。この試料の６００ｎｍの光透過率を測定して、水に対する分散性を評価した。光透過率は１０％以下であり、機能性粒子は均一に分散していることがわかった。 Next, the synthesized functional particles (0.1 g) were added to a 50 ml colorimetric tube containing water (20 ml) and sewing machine oil (40 μl), and the oil was adsorbed onto the functional particles by shaking for 1 minute. . The dispersibility in water was evaluated by measuring the light transmittance of this sample at 600 nm. The light transmittance was 10% or less, and it was found that the functional particles were uniformly dispersed.
磁石を用いて前記比色管から前記機能性粒子を除去し、代替フルオロカーボン溶媒（H-997、商品名：堀場製作所株式会社製）を１０ｍｌ加えて未吸着の油を抽出し、油分濃度計ＯＣＭＡ−３０５（商品名：堀場製作所株式会社製）で未吸着の油の濃度を測定した。その結果、未吸着の油の濃度は約５ｐｐｍ以下であった。 The functional particles are removed from the colorimetric tube using a magnet, 10 ml of an alternative fluorocarbon solvent (H-997, trade name: manufactured by HORIBA, Ltd.) is added to extract unadsorbed oil, and an oil concentration meter OCMA -305 (trade name: manufactured by HORIBA, Ltd.) was used to measure the concentration of unadsorbed oil. As a result, the concentration of unadsorbed oil was about 5 ppm or less.
（実施例２）
二塩化テレフタロイルをフタル酸２塩化物に変更した以外は実施例１と同様にして機能性粒子を合成し、同様の方法で評価した。その結果、未吸着の油の濃度は５ｐｐｍ以下であった。また、機能性粒子は均一に分散していることが判明した。
(Example 2)
Functional particles were synthesized in the same manner as in Example 1 except that terephthaloyl dichloride was changed to phthalic acid dichloride, and evaluated in the same manner. As a result, the concentration of unadsorbed oil was 5 ppm or less. It was also found that the functional particles were uniformly dispersed.
（実施例３）
二塩化テレフタロイルをアジピン酸２塩化物に変更した以外は実施例１と同様にして機能性粒子を合成し、同様の方法で評価した。その結果、未吸着の油の濃度は５ｐｐｍ以下であった。また、機能性粒子は均一に分散していることが判明した。
(Example 3)
Functional particles were synthesized and evaluated in the same manner as in Example 1 except that terephthaloyl dichloride was changed to adipic acid dichloride. As a result, the concentration of unadsorbed oil was 5 ppm or less. It was also found that the functional particles were uniformly dispersed.
（実施例４）
二塩化テレフタロイルをマロン酸２塩化物に変更した以外は実施例１と同様にして機能性粒子を合成し、同様の方法で評価した。その結果、未吸着の油の濃度は６ｐｐｍ以下であった。また、機能性粒子は均一に分散していることが判明した。
Example 4
Functional particles were synthesized in the same manner as in Example 1 except that terephthaloyl dichloride was changed to malonic acid dichloride, and evaluated in the same manner. As a result, the concentration of unadsorbed oil was 6 ppm or less. It was also found that the functional particles were uniformly dispersed.
（実施例５）
Igepal CO-990（Aldrich社製）の代わりにポリプロピレングリコールモノブチルエーテル（平均分子量2500、Aldrich社製）に変更した以外は実施例１と同様にして機能性粒子を合成し、同様の方法で評価した。その結果、未吸着の油の濃度は５ｐｐｍ以下であった。また、機能性粒子は均一に分散していることが判明した。
(Example 5)
Functional particles were synthesized and evaluated in the same manner as in Example 1 except that polypropylene glycol monobutyl ether (average molecular weight 2500, manufactured by Aldrich) was used instead of Igepal CO-990 (manufactured by Aldrich). . As a result, the concentration of unadsorbed oil was 5 ppm or less. It was also found that the functional particles were uniformly dispersed.
（実施例６）
Igepal CO-990（Aldrich社製）の代わりにポリブチレングリコールモノブチルエーテル（平均分子量3000、Aldrich社製）に変更した以外は実施例１と同様にして機能性粒子を合成し、同様の方法で評価した。その結果、未吸着の油の濃度は６ｐｐｍ以下であった。また、機能性粒子は均一に分散していることが判明した。
(Example 6)
Functional particles were synthesized and evaluated in the same manner as in Example 1 except that polybutylene glycol monobutyl ether (average molecular weight 3000, manufactured by Aldrich) was used instead of Igepal CO-990 (manufactured by Aldrich). did. As a result, the concentration of unadsorbed oil was 6 ppm or less. It was also found that the functional particles were uniformly dispersed.
（比較例１）
ポリエチエングリコール（平均分子量3,000、Aldrich社製）をカルボン酸に酸化し、さらにチオニルクロリドを作用させてポリエチレングリコールの塩化物に変換した。これに乾燥した磁性体粒子を加えて磁性粒子の表面を修飾した。反応終了後、未反応のポリエチレングリコール誘導体をテトラヒドロフランで３回、超純水を用いて３回洗浄した。その後、実施例１と同様にして評価した。その結果、未吸着の油の濃度は約５０ｐｐｍであった。但し、分散性は良好であった。
(Comparative Example 1)
Polyethylene glycol (average molecular weight 3,000, manufactured by Aldrich) was oxidized to carboxylic acid and further converted to polyethylene glycol chloride by the action of thionyl chloride. Dry magnetic particles were added thereto to modify the surface of the magnetic particles. After completion of the reaction, the unreacted polyethylene glycol derivative was washed 3 times with tetrahydrofuran and 3 times with ultrapure water. Thereafter, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. As a result, the concentration of unadsorbed oil was about 50 ppm. However, the dispersibility was good.
（比較例２）
平均分子量8500のポリエチレングリコール（Aldrich社製）に変更した以外は比較例１と同様にして機能性粒子を合成し、同様の方法で評価した。その結果、未吸着の油の濃度は約５２ｐｐｍであった。但し、分散性は良好であった。
(Comparative Example 2)
Functional particles were synthesized in the same manner as in Comparative Example 1 except that the molecular weight was changed to polyethylene glycol (Aldrich) having an average molecular weight of 8500, and evaluated in the same manner. As a result, the concentration of unadsorbed oil was about 52 ppm. However, the dispersibility was good.
以上、実施例及び比較例より、疎水性部分と親水性部分とを含む有機基が結合してなる機能性粒子では、油の吸着能と分散性とに優れていたことが判明した。一方、比較例１及び２のように、親水性部分のみから構成されている有機基が結合してなる機能性粒子では、分散性については優れているものの、油の吸着性は不十分であることが判明した。 As described above, from the examples and comparative examples, it was found that the functional particles formed by combining organic groups including a hydrophobic portion and a hydrophilic portion were excellent in oil adsorption ability and dispersibility. On the other hand, as in Comparative Examples 1 and 2, functional particles formed by combining organic groups composed only of hydrophilic portions are excellent in dispersibility but insufficient in oil adsorption. It has been found.
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。 While the present invention has been described in detail based on the above specific examples, the present invention is not limited to the above specific examples, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention.
Claims (9)
前記磁性体粒子の表面に付着した両親媒性の有機基と、
を具えることを特徴とする、機能性粒子。 Magnetic particles,
An amphiphilic organic group attached to the surface of the magnetic particles;
A functional particle characterized by comprising:
R1-(O-R2)n-OH （１）
（上記式中：R1は炭素原子数１〜３０の置換もしくは非置換の炭化水素基、又は置換もしくは非置換の芳香族基あるいは複素芳香族基、R2はエチレン、プロピレン、ブチレンのいずれかひとつ、nは１０〜５００の数である）
で表わされることを特徴とする、請求項１に記載の機能性粒子。 The organic group is
R1- (O-R2) n-OH (1)
(In the above formula: R1 is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic group or heteroaromatic group; R2 is any one of ethylene, propylene, and butylene; n is a number between 10 and 500)
The functional particle according to claim 1, which is represented by:
R3-Ar-(O-R2)n-OH （２）
（上記式中：R3は炭素原子数１〜３０の置換もしくは非置換の炭化水素基、R2はエチレン、プロピレン、ブチレンのいずれかひとつ、Arは非置換の芳香族基または複素芳香族基、nは１０〜５００の数である）
で表わされることを特徴とする、請求項２に記載の機能性粒子。 The organic group is
R3-Ar- (O-R2) n-OH (2)
(Wherein R3 is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, R2 is any one of ethylene, propylene and butylene, Ar is an unsubstituted aromatic group or heteroaromatic group, n Is a number between 10 and 500)
The functional particle according to claim 2, wherein
前記機能性粒子の表面に前記不純物が吸着した後、前記機能性粒子を、磁力を利用して前記水から分離するステップと、
を具えることを特徴とする、水処理方法。 Dipping and dispersing the functional particles according to any one of claims 1 to 6 in water containing impurities;
Separating the functional particles from the water using magnetic force after the impurities are adsorbed on the surfaces of the functional particles;
A water treatment method comprising the steps of:
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