JP4863192B2

JP4863192B2 - 高い陰イオン交換能を有する炭酸汚染し難い安定性に優れた層状複水酸化物とその合成方法

Info

Publication number: JP4863192B2
Application number: JP2005158900A
Authority: JP
Inventors: 淳司山崎; 貴胤後内
Original assignee: Waseda University; JDC Corp; Showa Kde Co Ltd
Current assignee: Waseda University; JDC Corp; Showa Kde Co Ltd
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2025-05-31
Also published as: JP2006334456A

Description

本発明は、ハイドロタルサイトやハイドロカルマイト、パイロオーライトなどに代表される層状複水酸化物に関して、その陰イオン交換性と炭酸汚染し難い安定性を高めた合成法およびその合成法による高性能な層状複水酸化物を提案するものである。

層状複水酸化物とは、ハイドロタルサイトやハイドロカルマイト、パイロオーライトなどに代表されるような天然に産する鉱物の総称であり、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄など天然に豊富に存在する元素の水酸化物を主骨格としている。そして、例えば、ハイドロタルサイトは特許文献１、ハイドロカルサイトは特許文献２、パイロオーライトは特許文献３で示されているように、その合成も比較的容易に行うことができる。

また、これら層状複水酸化物は、陰イオン交換能を有していることが従来から知られている。そして、この陰イオン交換能によって、有害陰イオン（砒素、六価クロム、弗素、硼素など）を固定化することができれば、廃棄物の安全性向上技術、無害化環境技術において、汚染水の水質改善、有害物質の溶出防止、土壌改良などに寄与できるものと期待されている。
特公昭５０−３００３９号公報特開平４−１５４６４８号公報特開２００１−２３３６１９号公報特公表平２００１−５２４９２３号公報

しかし、従来の層状複水酸化物は合成時に陰イオンとして炭酸イオンを組み込み、安定化させたものや、上記特許文献４のように炭酸イオン以外のさまざまな陰イオンを層間に組み込むことができてもそれは安定性に乏しいものであり、空気中や水中の二酸化炭素の影響を受けるなど、上記の陰イオン交換能が炭酸イオン優位のイオン選択性により阻害されている。

そこで、本発明者等は上記問題点に鑑み検討と実験を重ね本発明を完成したものであって、高い陰イオン交換能を有し、二酸化炭素や炭酸イオンが存在する環境でも期待される陰イオン交換能を十分に発揮する層状複水酸化物とその合成方法を提供することに成功したものである。

すなわち、上記課題を解決するために、２価の金属陽イオン（Ｍ^２＋）および３価の金属陽イオン（Ｍ^３＋）ならびにｎ価の陰イオンが存在する酸性溶液とアルカリ金属元素（Ａ^＋）が存在するアルカリ性水溶液とを反応系が常にｐＨ８以下となるようにＡ^＋／Ｍ^２＋のモル比を２．５〜３．０の範囲に調整して一気に混合する、もしくは２価の金属陽イオン（Ｍ^２＋）ならびにｎ価の陰イオンが存在する酸性水溶液と３価の金属陽イオン（Ｍ^３＋）ならびにアルカリ金属元素（Ａ^＋）が存在するアルカリ性水溶液とを反応系が常にｐＨ８以下となるようにＡ^＋／Ｍ^２＋のモル比を２．５〜３．０の範囲に調整して一気に混合することで、高い陰イオン交換能を有し、二酸化炭素や炭酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、塩化物イオンなどが存在する環境でも期待される陰イオン交換能を発揮する層状複水酸化物が得られることを見出したものであり、より具体的には以下のごとくである。

本発明の請求項１記載の発明は、２価の金属陽イオン（Ｍｇ ^２＋）ならびに３価の金属陽イオン（Ａｌ ^３＋）ならびに下記のｎ価の陰イオンが存在する酸性溶液とアルカリ金属元素（Ｎａ ^＋）が存在するアルカリ性水溶液とを反応系が常にｐＨ８以下となるように（Ｎａ ^＋）／（Ｍｇ ^２＋）のモル比を２．５〜３．０の範囲に調整して一気に混合することで得られる層状複水酸化物であって、
一般式［Ｍｇ ^２＋ _１−ｘＡｌ ^３＋ _ｘ（ＯＨ） _２］［Ａｎ‐ _ｘ／ｎ・ｚＨ _２Ｏ］（ここで、Ａｎ−は、硝酸イオン、塩酸イオンもしくは硫酸イオンからなるｎ価の陰イオン、０＜ｘ＜１）で表されることを特徴とする高い陰イオン交換能を有する炭酸汚染し難い安定性に優れた層状複水酸化物である。
本発明の請求項２記載の発明は、２価の金属陽イオン（Ｍｇ ^２＋）ならびに下記のｎ価の陰イオンが存在する酸性溶液と３価の金属陽イオン（Ａｌ ^３＋）ならびにアルカリ金属元素（Ｎａ ^＋）が存在するアルカリ性水溶液とを反応系が常にｐＨ８以下となるように（Ｎａ ^＋）／（Ｍｇ ^２＋）のモル比を２．５〜３．０の範囲に調整して一気に混合することで得られる層状複水酸化物であって、
一般式［Ｍｇ ^２＋ _１−ｘＡｌ ^３＋ _ｘ（ＯＨ） _２］［Ａｎ‐ _ｘ／ｎ・ｚＨ _２Ｏ］（ここで、Ａｎ−は、硝酸イオン、塩酸イオンもしくは硫酸イオンからなるｎ価の陰イオン、０＜ｘ＜１）で表されることを特徴とする高い陰イオン交換能を有する炭酸汚染し難い安定性に優れた層状複水酸化物である。

（削除）

本発明の請求項３記載の発明は、請求項１あるいは請求項２記載の層状複水酸化物において、有害陰イオンを含む水溶液に炭酸イオン、硝酸イオン、塩化物イオン、硫酸イオンの存在があっても効率的に有害陰イオンを固定することのできることを特徴とするものである。

本発明の請求項４記載の発明は、請求項１あるいは請求項２記載の層状複水酸化物において、結晶子サイズが８〜１２ｎｍであることを特徴とするものである。

（削除）

本発明の請求項５記載の発明は、２価の金属陽イオン（Ｍｇ ^２＋）ならびに３価の金属陽イオン（Ａｌ ^３＋）ならびに硝酸イオン、塩酸イオンもしくは硫酸イオンからなるｎ価の陰イオンが存在する酸性溶液とアルカリ金属元素（Ｎａ ^＋）が存在するアルカリ性水溶液とを反応系が常にｐＨ８以下となるように（Ｎａ ^＋）／（Ｍｇ ^２＋）のモル比を２．５〜３．０の範囲に調整して一気に混合して合成することを特徴とする請求項１記載の層状複水酸化物の合成方法である。

本発明の請求項６記載の発明は、２価の金属陽イオン（Ｍｇ ^２＋）ならびに硝酸イオン、塩酸イオンもしくは硫酸イオンからなるｎ価の陰イオンが存在する酸性溶液と３価の金属陽イオン（Ａｌ ^３＋）ならびにアルカリ金属元素（Ｎａ ^＋）が存在するアルカリ性水溶液とを反応系が常にｐＨ８以下となるように（Ｎａ ^＋）／（Ｍｇ ^２＋）のモル比を２．５〜３．０の範囲に調整して一気に混合して合成することを特徴とする請求項２記載の層状複水酸化物の合成方法である。

（削除）

本発明の請求項１および請求項２記載の層状複水酸化物は、中性条件下で反応を進めることができ、空気中もしくは水中の二酸化炭素や炭酸イオンによる炭酸汚染が起こり難く、期待された有害な陰イオン吸着能力を長期間に亘り維持でき、安定性に優れていることで、例えば、除去率８０％以上のホウ素吸着能を２ヶ月以上に亘って維持する性能を持つという顕著な効果を奏する。

（削除）

本発明の請求項３記載の層状複水酸化物は、請求項１あるいは請求項２記載の層状複水酸化物において、有害陰イオンを含む廃液などの水溶液に炭酸イオン、硝酸イオン、塩化物イオン、硫酸イオンなどの存在があっても効率的に有害陰イオンを固定することのできることで、従来層状複水酸化物では有効に処理することのできなかった各種廃液などについても適切な無害化処理等を行うことができるようになるというさらなる顕著な効果を奏する。

本発明の請求項４記載の層状複水酸化物は、請求項１あるいは請求項２記載の層状複水酸化物において、結晶子サイズが８〜１２ｎｍとなり、所望の結晶子サイズの高機能層状複水酸化物を得ることが可能となるというさらなる顕著な効果を奏する。

本発明の請求項５記載の発明は、２価の金属陽イオン（Ｍｇ ^２＋）ならびに３価の金属陽イオン（Ａｌ ^３＋）ならびに硝酸イオン、塩酸イオンもしくは硫酸イオンからなるｎ価の陰イオンが存在する酸性溶液とアルカリ金属元素（Ｎａ ^＋）が存在するアルカリ性水溶液とを反応系が常にｐＨ８以下となるように（Ｎａ ^＋）／（Ｍｇ ^２＋）のモル比を２．５〜３．０の範囲に調整して一気に混合して合成することを特徴とする請求項１記載の層状複水酸化物の合成方法であり、
中性条件下で反応を進めることができ、空気中もしくは水中の二酸化炭素や炭酸イオンによる炭酸汚染が起こり難く、期待された有害な陰イオン吸着能力を長期間に亘り維持でき、安定性に優れていることで、例えば、除去率８０％以上のホウ素吸着能を２ヶ月以上に亘って維持する性能を持つという顕著な効果を奏する。

本発明の請求項６記載の発明は、２価の金属陽イオン（Ｍｇ ^２＋）ならびに硝酸イオン、塩酸イオンもしくは硫酸イオンからなるｎ価の陰イオンが存在する酸性溶液と３価の金属陽イオン（Ａｌ ^３＋）ならびにアルカリ金属元素（Ｎａ ^＋）が存在するアルカリ性水溶液とを反応系が常にｐＨ８以下となるように（Ｎａ ^＋）／（Ｍｇ ^２＋）のモル比を２．５〜３．０の範囲に調整して一気に混合して合成することを特徴とする請求項２記載の層状複水酸化物の合成方法であり、
適切な中性条件下で反応を進めることができ、空気中もしくは水中の二酸化炭素や炭酸イオンによる炭酸汚染が起こり難く、期待された有害な陰イオン吸着能力を長期間に亘り維持でき、安定性に優れていることで、例えば、除去率８０％以上のホウ素吸着能を２ヶ月以上に亘って維持する性能を持つという顕著な効果を奏する。

（削除）

上記においては、反応系を常にｐＨ８以下とすることを条件としているが、より好ましい発明効果を実現するためにはｐＨ６〜７となるように調整することが望ましい。

上記のような本発明の具体的な実施の形態を、本発明独自の層状複水酸化物の合成方法、保存安定性ならびに有害陰イオン吸着性能について添付図面および各実施例の記載を解して説明する。

（実施例１）
Ｎａ／Ｍｇモル比３．０
２価の金属陽イオンとしてのマグネシウムイオン、３価の金属陽イオンとしてアルミニウムイオンを用いた。マグネシウム源として硝酸マグネシウム六水和物１ｍｏｌと、アルミニウム源として硝酸アルミニウム九水和物０．５ｍｏｌを１Ｌの水に溶かして酸性溶液を調整した。

そして、水酸化ナトリウム３．０ｍｏｌを１Ｌの水に溶かしてアルカリ性溶液を作成した。この酸性溶液とアルカリ性溶液を一気に混合、攪拌すると、即座にゲル状の沈殿物が生成し、スラリーが得られた。このスラリーを固液分離すると、そのろ液のｐＨは６．４であり、酸とアルカリの完全な中和が起こって得られたスラリーである。

このスラリーをろ過・洗浄、乾燥、粉砕することで層状複水酸化物粉末が得られた。得られた粉末はＸ線回折装置による分析により、その面間隔が８．９４Åであって結晶子サイズが１１.２ｎｍであることを確認した。
図１は、このような合成工程を示したチャート図である。

（実施例２）
上記実施例１による合成の層状複水酸化物粉末１０ｇを市販の炭酸水（飲料用）１００ｍｌに添加して１時間攪拌し、ろ過、乾燥し、炭酸汚染された層状複水酸化物粉末を得た。

得られた粉末は、Ｘ線回折装置による分析により、その面間隔が８．１６Åであって結晶子サイズが７．７ｎｍであることを確認した。なお、この実施例は炭酸汚染された場合の影響について検証するために行ったものである。

（比較例１）
Ｎａ／Ｍｇモル比３．５
２価の金属陽イオンとしてのマグネシウムイオン、３価の金属陽イオンとしてアルミニウムイオンを用いた。マグネシウム源として硝酸マグネシウム六水和物１ｍｏｌと、アルミニウム源として硝酸アルミニウム九水和物０．５ｍｏｌを１Ｌの水に溶かして酸性溶液を調整した。

そして、水酸化ナトリウム３．５ｍｏｌを１Ｌの水に溶かしてアルカリ性溶液を作成した。
この酸性溶液とアルカリ性溶液を一気に混合、攪拌すると、即座にゲル状の沈殿物が生成し、スラリーが得られた。このスラリーを固液分離すると、そのろ液のｐＨは１３．５でアルカリが過剰に残留している。

このスラリーをろ過・洗浄、乾燥、粉砕することで層状複水酸化物粉末が得られた。得られた粉末はＸ線回折装置による分析により、その面間隔が７．８９Åであって結晶子サイズが８．８ｎｍであることを確認した。
この比較例１における層状複水酸化物を得るための工程をチャート図としたのが図２である。

（比較例２）
上記比較例１による合成の層状複水酸化物粉末１０ｇを市販の炭酸水（飲料用）１００ｍｌに添加して１時間攪拌し、ろ過、乾燥し、炭酸汚染された層状複水酸化物粉末を得た。得られた粉末は、Ｘ線回折装置による分析により、その面間隔が７．７９Åであって結晶子サイズが８．６ｎｍであることを確認した。

（分析１）
上記実施例１〜２および比較例１〜２で作成された粉末を用いて、ＣＨＮレコーダーによる炭素含有量分析を行った。
この分析結果を下記する表１に示す。

下記の表１の分析結果から、実施例１が最も炭素含有量が少なく、実施例２は炭酸に汚染され、炭素含有量が増えていることが理解される。
また、比較例１は実施例１についで炭素含有量が少ないが、比較例２は炭酸にかなり汚染され、実施例２を上回る炭素含有量となっていることが理解される。

（試験１）
上記実施例１〜２および比較例１〜２で作成された粉末を用いて、六価クロム、ホウ素、フッ素の吸着効果について試験を行った。
なお、ここでの比較例３としては、有害陰イオン物質の除去、不溶性化、無毒化を目的として市販されているハイドロタルサイト粉末を用いた。

試験方法としては、所定の濃度の六価クロム、ホウ素およびフッ素の標準溶液１００ｍｌを複数のビーカーに分取し、これに上記実施例１〜４で作成された粉末または比較例の市販品について、それぞれ別々に１ｇ加え、常温でマグネチックスターラーで１時間攪拌した。その後、ろ過し、ろ液中の六価クロム、ホウ素およびフッ素の濃度を分光光度計にて測定した。
この試験結果を表１に示す。

実施例の粉末すべてにおいて比較例よりも高い吸着効果を示している。また、炭酸による汚染で吸着効果が低くなっているが、実施例１と比較例１とを比べると、実施例１は炭酸による汚染が起こりにくく、例え実施例２のように汚染されても依然として高い吸着効果を示していることが理解される。

（対照１）
上記実施例１および比較例１の粉末において、陰イオン吸着能力の径時変化の対照確認をおこなった。その結果を添付する図３に示す。

図示から明らかなように、本発明の実施例１は合成から２ヶ月経ってもホウ素吸着能力に変化がないのに対し、比較例１は大幅にその性能が落ちていることが理解される。

（実施例３）
Ｎａ／Ｍｇモル比３．０
２価の金属陽イオンとしてマグネシウムイオン、３価の金属陽イオンとしてアルミニウムイオンを用いた。マグネシウム源として塩化マグネシウム六水和物１ｍｏｌと、アルミニウム源として塩化アルミニウム六水和物０．５ｍｏｌを１Ｌの水に溶かして酸性溶液を調整した。

そして、水酸化ナトリウム３．０ｍｏｌを１Ｌの水に溶かしてアルカリ性溶液を作成した。この酸性溶液とアルカリ性溶液を一気に混合、攪拌すると、即座にゲル状の沈殿物が生成し、スラリーが得られた。このスラリーを固液分離すると、そのろ液のｐＨは６．９７であり、酸とアルカリの完全な中和が起こって得られたスラリーである。

このスラリーをろ過・洗浄・乾燥・粉砕することで層状複水酸化物粉末が得られた。得られた粉末はＸ線回折装置による分析により、その面間隔が７．７９Åであって結晶子サイズが１０．４ｎｍであることを確認した。

（実施例４）
上記実施例３による合成の層状複水酸化物粉末１０ｇを市販の炭酸水（飲料用）１００ｍｌに添加して１時間攪拌し、ろ過、乾燥し、炭酸汚染された層状複水酸化物粉末を得た。

得られた粉末は、Ｘ線回折装置による分析により、その面間隔が７．７０Åであって結晶子サイズが１０．４ｎｍであることを確認した。なお、この実施例は炭酸汚染された場合の影響について検証するために行ったものである。

（実施例５）
Ｎａ／Ｍｇモル比２．５
２価の金属陽イオンとしてのマグネシウムイオン、３価の金属陽イオンとしてアルミニウムイオンを用いた。マグネシウム源として塩化マグネシウム５水和物１ｍｏｌと、アルミニウム源として塩化アンモニウム６水和物０．５ｍｏｌを１Ｌの水に溶かして酸性溶液を調整した。

そして、水酸化ナトリウム２．５ｍｏｌを１Ｌの水に溶かしてアルカリ性溶液を作成した。この酸性溶液とアルカリ性溶液とを一気に混合、攪拌すると、即座にゲル状の沈殿物が生成し、スラリーが得られた。このスラリーを固液分離すると、そのろ液のｐＨは６．３１であった。

このスラリーをろ過・洗浄・乾燥・粉砕することで層状複水酸化物粉末が得られた。得られた粉末はＸ線回折装置による分析により、その面間隔が７．８３Åであって結晶子サイズが９．５ｎｍであることを確認した。

（実施例６）
上記実施例５による合成の層状複水酸化物粉末１０ｇを市販の炭酸水（飲料用）１００ｍｌに添加して１時間攪拌し、ろ過、乾燥し、炭酸汚染された層状複水酸化物粉末を得た。

得られた粉末は、Ｘ線回折装置による分析により、その面間隔が７．７２Åであって結晶子サイズが８．４ｎｍであることを確認した。なお、この実施例は炭酸汚染された場合の影響について検証するために行ったものである。

（比較例４）
Ｎａ／Ｍｇモル比３．２
２価の金属陽イオンとしてのマグネシウムイオン、３価の金属陽イオンとしてアルミニウムイオンを用いた。マグネシウム源として塩化マグネシウム六水和物１ｍｏｌと、アルミニウム源として塩化アルミニウム六水和物０．５ｍｏｌを１Ｌの水に溶かして酸性溶液を調整した。

そして、水酸化ナトリウム３．２ｍｏｌを１Ｌの水に溶かしてアルカリ性溶液を作成した。
この酸性溶液とアルカリ性溶液を一気に混合、攪拌すると、即座にゲル状の沈殿物が生成し、スラリーが得られた。このスラリーを固液分離すると、そのろ液のｐＨは９．０７でアルカリが過剰に残留している。

このスラリーをろ過・洗浄、乾燥、粉砕することで層状複水酸化物粉末が得られた。得られた粉末はＸ線回折装置による分析により、その面間隔が７．７８Åであって結晶子サイズが１０．８ｎｍであることを確認した。

（比較例５）
上記比較例４による合成の層状複水酸化物粉末１０ｇを市販の炭酸水（飲料用）１００ｍｌに添加して１時間攪拌し、ろ過、乾燥し、炭酸汚染された層状複水酸化物粉末を得た。
得られた粉末は、Ｘ線回折装置による分析により、その面間隔が７．７１Åであって結晶子サイズが１０．５ｎｍであることを確認した。

（比較例６）
Ｎａ／Ｍｇモル比３．３
２価の金属陽イオンとしてのマグネシウムイオン、３価の金属陽イオンとしてアルミニウムイオンを用いた。マグネシウム源として塩化マグネシウム六水和物１ｍｏｌと、アルミニウム源として塩化アルミニウム六水和物０．５ｍｏｌを１Ｌの水に溶かして酸性溶液を調整した。

そして、水酸化ナトリウム３．３ｍｏｌを１Ｌの水に溶かしてアルカリ性溶液を作成した。
この酸性溶液とアルカリ性溶液を一気に混合、攪拌すると、即座にゲル状の沈殿物が生成し、スラリーが得られた。このスラリーを固液分離すると、そのろ液のｐＨは１１．３８でアルカリが過剰に残留している。

このスラリーをろ過・洗浄、乾燥、粉砕することで層状複水酸化物粉末が得られた。得られた粉末はＸ線回折装置による分析により、面間隔が７．７９Åであって結晶子サイズが１１．０ｎｍであることを確認した。

（比較例７）
上記比較例６による合成の層状複水酸化物粉末１０ｇを市販の炭酸水（飲料用）１００ｍｌに添加して１時間攪拌し、ろ過、乾燥し、炭酸汚染された層状複水酸化物粉末を得た。
得られた粉末はＸ線回折装置による分析により、その面間隔が７．７３Åであって結晶子サイズが１１．４ｎｍであることを確認した。

（比較例８）
Ｎａ／Ｍｇモル比３．５
２価の金属陽イオンとしてのマグネシウムイオン、３価の金属陽イオンとしてのアルミニウムイオンを用いた。マグネシウム源として塩化マグネシウム六水和物１ｍｏｌと、アルミニウム源として塩化アルミニウム六水和物０．５ｍｏｌ．を１Ｌの水に溶かして酸性溶液を調整した。

そして、水酸化ナトリウム３．５ｍｏｌを１Ｌの水に溶かしてアルカリ水溶液を作成した。この酸性溶液とアルカリ性溶液を一気に混合、攪拌すると、即座にゲル状の沈殿物が生成し、スラリーが得られた。このスラリーを固液分離すると、そのろ液のｐＨは１２．６６でアルカリが過剰に残留している。

このスラリーをろ過・洗浄、乾燥、粉砕することで層状複水酸化物粉末が得られた。
得られた粉末はＸ線回折装置による分析により、その面間隔が７．７６Åであって結晶子サイズが１２．０ｎｍであることを確認した。

（比較例９）
上記比較例８による合成の層状風水酸化物粉末１０ｇを市販の炭酸水（飲料用）１００ｍｌに添加して１時間攪拌し、ろ過、乾燥し、炭酸汚染された層状複水酸化物粉末を得た。
得られた粉末はＸ線回折装置による分析により、その面間隔が７．７１Åであって結晶子サイズが１２．２ｎｍであることを確認した。

（比較例１０）
Ｎａ／Ｍｇモル比２．０
２価の金属陽イオンとしてのマグネシウムイオン、３価の金属陽イオンとしてアルミニウムイオンを用いた。マグネシウム源として塩化マグネシウム六水和物１ｍｏｌと、アルミニウム源として塩化アルミニウム六水和物０．５ｍｏｌを１Ｌの水に溶かして酸性溶液を調整した。

そして、水酸化ナトリウム２．０ｍｏｌを１Ｌの水に溶かしてアルカリ性溶液を作成した。
この酸性溶液とアルカリ性溶液を一気に混合、攪拌すると、即座にゲル状の沈殿物は生成し、スラリーが得られた。このスラリーを固液分離すると、そのろ液のｐＨは６．６２である。

このスラリーをろ過、洗浄、乾燥、粉砕することで層状複水酸化物粉末が得られた。
得られた粉末はＸ線回折装置による分析により、その面間隔が７．８２Åであって結晶子サイズが９．１ｎｍであることを確認した。また、目的物以外にギブサイト（水酸化アルミニウム）が生成していることが確認された。

（比較例１１）
上記比較例１０による合成の層状複水酸化物粉末１０ｇを市販の炭酸水（飲料用）１００ｍｌに添加して１時間攪拌し、ろ過、乾燥し、炭酸汚染された層状複水酸化物粉末を得た。
得られた粉末は、Ｘ線回折装置による分析により、その面間隔が７．６９Åであって結晶子サイズが９．２ｎｍであることを確認した。

（分析１）
上記実施例３〜６および比較例４〜９で作成された粉末を用いて、ＣＨＮレコーダーによる炭素含有量分析を行った。
この分析結果を下記する表２に示す。

下記の表２の分析結果から、実施例３が最も炭素含有量が少なく、実施例４は炭酸汚に汚染され、炭素含有量が増えていることが理解される。
また、実施例５は実施例３に次いで炭素含有量が少なく、実施例６は炭酸に汚染され、炭素含有量が増えていることが理解される。
比較例４〜９は実施例３〜６より炭素含有量が多く、合成時のＮａ／Ｍｇモル比の増加に伴って炭素含有量が増えていることが理解できる。

（試験１）
上記実施例３〜６および比較例４〜９で作成された粉末を用いて、ホウ素、フッ素の吸着効果について試験を行った。

試験方法としては、１０ｍｍｏｌ／Ｌの濃度のホウ素（１０８ｐｐｍ）およびフッ素（１９０ｐｐｍ）の標準溶液１００ｍｌを複数のビーカーに分取し、こりに上記実施例３〜６および比較例４〜９で作成された粉末について、それぞれ別々に１ｇ加え、常温でマグネチックスターラーで所定の時間攪拌した。その後、ろ過し、ろ液中のホウ素およびフッ素の濃度を分光光度計にて測定した。
この試験結果を表２および図４に示す。

実施例の粉末すべてにおいて比較例よりも高い吸着効果を示している。また、炭酸による汚染で吸着効果が低くなっているが、実施例３および５と比較例とを比べると、実施例は炭酸による汚染が起こりにくく、例え実施例４および６のように汚染されても依然として高い吸着効果を示していることが理解される。

（対照２）
上記実施例３および比較例８の粉末において、陰イオン吸着能力の経時変化の対照確認を行った。その結果を添付する図５に示す。

図示から明らかな用に、本発明の実施例３は合成から９０日経ってもホウ素吸着能力の低下率１３．９％に対し、比較例８は４５．１％と大幅に落ちていることが理解される。

上記したような本発明によるときは、その優れた陰イオン交換能によって、有害陰イオン（砒素、六価クロム、弗素、硼素など）を効率的に固定化することができ、各種廃棄物の安全性向上技術、無害化環境技術において長期間に亘って安定的に効果を発揮することができる。

また、同様に各種の汚染水の水質改善、有害物質の溶出防止、土壌改良などに寄与することが期待でき、多くの分野において応用することが可能である。

したがって、本発明の層状複水酸化物とその合成方法は産業上の利用可能性において非常に優れたものであると理解されるべきものである。

実施例１における合成工程を示したチャート図である。比較例１における合成工程を示したチャート図である。実施例１と比較例１の粉末について陰イオン吸着能力の径時変化の対照確認をおこなった結果のグラフである。Ｎａ／Ｍｇモル比と吸着率との関係を示すグラフ図である。合成からの経過時間と吸着率との関係を示すグラフ図である。

Claims

２価の金属陽イオン（Ｍｇ ^２＋）ならびに３価の金属陽イオン（Ａｌ ^３＋）ならびに下記のｎ価の陰イオンが存在する酸性溶液とアルカリ金属元素（Ｎａ ^＋）が存在するアルカリ性水溶液とを反応系が常にｐＨ８以下となるように（Ｎａ ^＋）／（Ｍｇ ^２＋）のモル比を２．５〜３．０の範囲に調整して一気に混合することで得られる層状複水酸化物であって、
一般式［Ｍｇ ^２＋ _１−ｘＡｌ ^３＋ _ｘ（ＯＨ） _２］［Ａｎ‐ _ｘ／ｎ・ｚＨ _２Ｏ］（ここで、Ａｎ−は、硝酸イオン、塩酸イオンもしくは硫酸イオンからなるｎ価の陰イオン、０＜ｘ＜１）で表されることを特徴とする高い陰イオン交換能を有する炭酸汚染し難い安定性に優れた層状複水酸化物。
２価の金属陽イオン（Ｍｇ ^２＋）ならびに下記のｎ価の陰イオンが存在する酸性溶液と３価の金属陽イオン（Ａｌ ^３＋）ならびにアルカリ金属元素（Ｎａ ^＋）が存在するアルカリ性水溶液とを反応系が常にｐＨ８以下となるように（Ｎａ ^＋）／（Ｍｇ ^２＋）のモル比を２．５〜３．０の範囲に調整して一気に混合することで得られる層状複水酸化物であって、
一般式［Ｍｇ ^２＋ _１−ｘＡｌ ^３＋ _ｘ（ＯＨ） _２］［Ａｎ‐ _ｘ／ｎ・ｚＨ _２Ｏ］（ここで、Ａｎ−は、硝酸イオン、塩酸イオンもしくは硫酸イオンからなるｎ価の陰イオン、０＜ｘ＜１）で表されることを特徴とする高い陰イオン交換能を有する炭酸汚染し難い安定性に優れた層状複水酸化物。
有害陰イオンを含む水溶液に炭酸イオン、硝酸イオン、塩化物イオン、硫酸イオンの存在があっても効率的に有害陰イオンを固定することのできることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の層状複水酸化物。
結晶子サイズが８〜１２ｎｍであることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の層状複水酸化物。
２価の金属陽イオン（Ｍｇ ^２＋）ならびに３価の金属陽イオン（Ａｌ ^３＋）ならびに硝酸イオン、塩酸イオンもしくは硫酸イオンからなるｎ価の陰イオンが存在する酸性溶液とアルカリ金属元素（Ｎａ ^＋）が存在するアルカリ性水溶液とを反応系が常にｐＨ８以下となるように（Ｎａ ^＋）／（Ｍｇ ^２＋）のモル比を２．５〜３．０の範囲に調整して一気に混合して合成することを特徴とする請求項１記載の層状複水酸化物の合成方法。
２価の金属陽イオン（Ｍｇ ^２＋）ならびに硝酸イオン、塩酸イオンもしくは硫酸イオンからなるｎ価の陰イオンが存在する酸性溶液と３価の金属陽イオン（Ａｌ ^３＋）ならびにアルカリ金属元素（Ｎａ ^＋）が存在するアルカリ性水溶液とを反応系が常にｐＨ８以下となるように（Ｎａ ^＋）／（Ｍｇ ^２＋）のモル比を２．５〜３．０の範囲に調整して一気に混合して合成することを特徴とする請求項２記載の層状複水酸化物の合成方法。