JPH0515776A - 硝酸イオン吸着剤及び分離膜 - Google Patents
硝酸イオン吸着剤及び分離膜Info
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- JPH0515776A JPH0515776A JP19728091A JP19728091A JPH0515776A JP H0515776 A JPH0515776 A JP H0515776A JP 19728091 A JP19728091 A JP 19728091A JP 19728091 A JP19728091 A JP 19728091A JP H0515776 A JPH0515776 A JP H0515776A
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来、困難であった、多成分溶液中からの硝
酸及び硝酸イオンの選択的に分離・除去を可能にする新
規吸着材と処理技術を提供する。 【構成】 三次元架橋高分子を基本骨格とし、基本骨格
に二級アミン型置換基、および、三級アミン型置換基を
化学結合した合成高分子吸着剤を開発し、処理対象溶液
をそのまま、または、水素イオン濃度を調整してから処
理を行ない、硝酸及び硝酸イオンを選択的に吸着して分
離・除去することが可能で、かつ、処理に用いた吸着材
は低濃度のアルカリ溶液で再生して繰り返し使用できる
ことを特徴としている。
酸及び硝酸イオンの選択的に分離・除去を可能にする新
規吸着材と処理技術を提供する。 【構成】 三次元架橋高分子を基本骨格とし、基本骨格
に二級アミン型置換基、および、三級アミン型置換基を
化学結合した合成高分子吸着剤を開発し、処理対象溶液
をそのまま、または、水素イオン濃度を調整してから処
理を行ない、硝酸及び硝酸イオンを選択的に吸着して分
離・除去することが可能で、かつ、処理に用いた吸着材
は低濃度のアルカリ溶液で再生して繰り返し使用できる
ことを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアミノ基を有する硝酸及
び硝酸イオンを分離、除去するための吸着剤及び分離膜
に関するものである。
び硝酸イオンを分離、除去するための吸着剤及び分離膜
に関するものである。
【０００２】
【従来技術】これまで、水溶液から硝酸イオンを選択的
に除去できる適当な技術はなく、黒鉛−硝酸層間化合物
法（特公 昭６０−１８６０５）と トリブチルアミノ
基を有する陰イオン交換樹脂法（ＵＳＰ ４,４７９,８
７７）が知られているのみであった。しかし、前者は吸
着量が小さく、かつ、吸着、脱着速度が小さいことが欠
点であり、また、後者は硝酸イオンに対する選択性は高
い反面、樹脂の再生が困難であった。
に除去できる適当な技術はなく、黒鉛−硝酸層間化合物
法（特公 昭６０−１８６０５）と トリブチルアミノ
基を有する陰イオン交換樹脂法（ＵＳＰ ４,４７９,８
７７）が知られているのみであった。しかし、前者は吸
着量が小さく、かつ、吸着、脱着速度が小さいことが欠
点であり、また、後者は硝酸イオンに対する選択性は高
い反面、樹脂の再生が困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、共存する硫
酸塩等による妨害を受けずに、地下水や排水等に含まれ
る硝酸及び硝酸イオンを選択的に除去可能で、かつ、使
用済みの材料を簡単に再生して繰り返し使用可能な新し
い材料の開発と水処理技術の開発をその課題とする。
酸塩等による妨害を受けずに、地下水や排水等に含まれ
る硝酸及び硝酸イオンを選択的に除去可能で、かつ、使
用済みの材料を簡単に再生して繰り返し使用可能な新し
い材料の開発と水処理技術の開発をその課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前期課題
を解決すべく新規吸着剤について研究を重ねた結果、本
発明を成すに至った。
を解決すべく新規吸着剤について研究を重ねた結果、本
発明を成すに至った。
【０００５】即ち、本発明によれば、架橋高分子ゲルを
基体とし、化学反応により基体へアミノ基を結合させる
ことにより硝酸イオン吸着剤が得られる。また、膜状の
架橋高分子フィルムへアミノ基を結合することにより硝
酸イオン分離膜が得られる。
基体とし、化学反応により基体へアミノ基を結合させる
ことにより硝酸イオン吸着剤が得られる。また、膜状の
架橋高分子フィルムへアミノ基を結合することにより硝
酸イオン分離膜が得られる。
【０００６】本発明の硝酸イオン吸着剤及び硝酸イオン
分離膜は、二級アミン又は三級アミン型置換基を有する
ことを特徴とする。二級アミン型置換基は、式-ＣＨ2-
ＮＨＲ1、三級アミン型置換基は、式 -ＣＨ2-ＮＲ2Ｒ3
（Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3 はアルキル基であり、同一のものでも
異なるものであっても良い。また、アルキル基の大きさ
に制限はないが、実際的には、Ｃ3〜Ｃ10のアルキル基
が適当である。）で表わされる。また、本発明の基体と
して使用する架橋高分子としては、スチレン系ポリマ
−、アクリル系ポリマ−等が使用できる。
分離膜は、二級アミン又は三級アミン型置換基を有する
ことを特徴とする。二級アミン型置換基は、式-ＣＨ2-
ＮＨＲ1、三級アミン型置換基は、式 -ＣＨ2-ＮＲ2Ｒ3
（Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3 はアルキル基であり、同一のものでも
異なるものであっても良い。また、アルキル基の大きさ
に制限はないが、実際的には、Ｃ3〜Ｃ10のアルキル基
が適当である。）で表わされる。また、本発明の基体と
して使用する架橋高分子としては、スチレン系ポリマ
−、アクリル系ポリマ−等が使用できる。
【０００７】基体へのアミノ基の導入は、基体とクロロ
メチルエ−テル等による反応でハロメチル基を導入した
後、ハロメチル基と一級アミン又は二級アミンとの反応
により行うことができる。この反応により、二級アミン
又は三級アミン型官能基を有する硝酸イオン吸着剤及び
分離膜を得ることができる。また、この反応は室温〜６
０℃程度の比較的温和な条件下で進行する。なお、基体
へのアミノ基の導入は、基体をハロメチル化するばかり
でなく、ハロメチル基又は活性なハロゲン基を有する架
橋高分子を基体として用いてアミノ化を行ってもよい。
メチルエ−テル等による反応でハロメチル基を導入した
後、ハロメチル基と一級アミン又は二級アミンとの反応
により行うことができる。この反応により、二級アミン
又は三級アミン型官能基を有する硝酸イオン吸着剤及び
分離膜を得ることができる。また、この反応は室温〜６
０℃程度の比較的温和な条件下で進行する。なお、基体
へのアミノ基の導入は、基体をハロメチル化するばかり
でなく、ハロメチル基又は活性なハロゲン基を有する架
橋高分子を基体として用いてアミノ化を行ってもよい。
【０００８】
【実施例】次に新吸着材の一つとして、アミノ基として
ジブチルアミノ基を有する吸着材（以下単にＤＢ型吸着
剤という）の合成例と、合成した数種の吸着材を使用し
て硝酸塩の除去実験を行った応用例によって本発明をさ
らに詳細に説明する。
ジブチルアミノ基を有する吸着材（以下単にＤＢ型吸着
剤という）の合成例と、合成した数種の吸着材を使用し
て硝酸塩の除去実験を行った応用例によって本発明をさ
らに詳細に説明する。
【０００９】スチレン系架橋高分子 １ｇ を 室温下、
ジブチルアミン溶液中（ ジブチルアミン ５ｍｌ、ＤＭ
Ｆ ５ｍｌ ）でアミノ化し、ＤＭＦと純水で洗浄して、
ジブチルアミノ基を有する三級アミン型のＤＢ型吸着剤
を得た。
ジブチルアミン溶液中（ ジブチルアミン ５ｍｌ、ＤＭ
Ｆ ５ｍｌ ）でアミノ化し、ＤＭＦと純水で洗浄して、
ジブチルアミノ基を有する三級アミン型のＤＢ型吸着剤
を得た。
【００１０】次に前記で得たＤＢ型吸着剤をカラムに充
填（吸着剤量約３ｍｌ、充填高さ約３.５ｃｍ）し、カ
ラムの上端から硝酸ナトリウム、塩酸、硫酸ナトリウム
各１ｍＮの混合溶液（原水）を通水し、カラム下端から
流出するカラム流出水を分取して、流出水中の各成分の
濃度を測定した。その結果を図１に示した。また、図１
には、比較のため、市販のＩＩ型強塩基性陰イオン交換
樹脂（Ｃｌ型）（以下単にＳＢＡＲという）と弱塩基性
陰イオン交換樹脂（以下単にＷＢＡＲという）を使用し
た併せて示した。図で、横軸は使用した吸着剤容積に対
する通水容積の比（ＢＶ）を示し、縦軸は各通水量に対
応するカラム流出水中の濃度（ｍＮ）を示した。
填（吸着剤量約３ｍｌ、充填高さ約３.５ｃｍ）し、カ
ラムの上端から硝酸ナトリウム、塩酸、硫酸ナトリウム
各１ｍＮの混合溶液（原水）を通水し、カラム下端から
流出するカラム流出水を分取して、流出水中の各成分の
濃度を測定した。その結果を図１に示した。また、図１
には、比較のため、市販のＩＩ型強塩基性陰イオン交換
樹脂（Ｃｌ型）（以下単にＳＢＡＲという）と弱塩基性
陰イオン交換樹脂（以下単にＷＢＡＲという）を使用し
た併せて示した。図で、横軸は使用した吸着剤容積に対
する通水容積の比（ＢＶ）を示し、縦軸は各通水量に対
応するカラム流出水中の濃度（ｍＮ）を示した。
【００１１】ＤＢ型吸着剤の場合、硝酸イオン（ ＮＯ3
- ）が選択的に吸着除去されるため、ＮＯ3 - は最後に
破過し、通水量 １０００ＢＶにおける ＮＯ3 - のカラ
ム出口濃度は ０.４ｍＮ、すなわち、ＮＯ3 - の除去率
は ６０％であり、かつ、ＮＯ3 -のカラム出口濃度は原
水濃度以上になることはなかった。これにたいして、市
販の陰イオン交換樹脂は硫酸イオン（ ＳＯ4 2- ）を選
択的に吸着（イオン交換）するため、ＮＯ3 - は ＳＯ4
2- よりも早く破過し、ＮＯ3 - のカラム出口濃度は原水
濃度以上なる部分があらわれた。また、ＮＯ3 - の最大
濃度は原水濃度の約１.８倍にも達した。
- ）が選択的に吸着除去されるため、ＮＯ3 - は最後に
破過し、通水量 １０００ＢＶにおける ＮＯ3 - のカラ
ム出口濃度は ０.４ｍＮ、すなわち、ＮＯ3 - の除去率
は ６０％であり、かつ、ＮＯ3 -のカラム出口濃度は原
水濃度以上になることはなかった。これにたいして、市
販の陰イオン交換樹脂は硫酸イオン（ ＳＯ4 2- ）を選
択的に吸着（イオン交換）するため、ＮＯ3 - は ＳＯ4
2- よりも早く破過し、ＮＯ3 - のカラム出口濃度は原水
濃度以上なる部分があらわれた。また、ＮＯ3 - の最大
濃度は原水濃度の約１.８倍にも達した。
【００１２】図１で使用した各吸着剤を ０.１Ｎ 水酸
化ナトリウム、または、水酸化ナトリウムと塩化ナトリ
ウム 各０.０５Ｎ の混合溶液で再生した結果を図２に
示した。ＳＢＡＲ（市販の陰イオン交換樹脂）の ＮＯ3
- 吸着量は小さい反面、ＮＯ3 - の溶離は容易でなかっ
た。これにたいして、ＤＢ型吸着剤は ＮＯ3 - を選択的
に吸着するにもかかわらず、ＳＢＡＲに較べて、ＮＯ3 -
を容易に溶離することが明かである。また、硝酸ナト
リウム、塩酸、硫酸ナトリウム各１ｍＮの混合水溶液中
で吸着平衡に達した吸着剤に補足された各イオンの組成
を表１に示した。表中でＡＭ型吸着剤、ＨＥＸ型吸着
剤、ＤＰ型吸着剤、ＤＡ型吸着剤はそれぞれ、アミルア
ミノ基、ヘキシルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジア
ミルアミノ基を官能基とする硝酸イオン吸着剤を示す。
化ナトリウム、または、水酸化ナトリウムと塩化ナトリ
ウム 各０.０５Ｎ の混合溶液で再生した結果を図２に
示した。ＳＢＡＲ（市販の陰イオン交換樹脂）の ＮＯ3
- 吸着量は小さい反面、ＮＯ3 - の溶離は容易でなかっ
た。これにたいして、ＤＢ型吸着剤は ＮＯ3 - を選択的
に吸着するにもかかわらず、ＳＢＡＲに較べて、ＮＯ3 -
を容易に溶離することが明かである。また、硝酸ナト
リウム、塩酸、硫酸ナトリウム各１ｍＮの混合水溶液中
で吸着平衡に達した吸着剤に補足された各イオンの組成
を表１に示した。表中でＡＭ型吸着剤、ＨＥＸ型吸着
剤、ＤＰ型吸着剤、ＤＡ型吸着剤はそれぞれ、アミルア
ミノ基、ヘキシルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジア
ミルアミノ基を官能基とする硝酸イオン吸着剤を示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【発明の効果】図１、図２、表１に示したように、本発
明の硝酸イオン吸着剤は硝酸イオンを選択的に吸着し、
硝酸イオン以外の成分に対する吸着性が小さいため、共
存する硫酸イオン等の妨害を受けずに、効果的に硝酸イ
オンを除去することができる。一方、硝酸イオンを吸着
した吸着剤はアルカリ溶液で洗浄すると容易に硝酸イオ
ンを脱着して再生されるため、繰り返し使用することが
可能である。したがって、本吸着材をカラムに充填して
使用すると、硝酸イオンの濃度を低濃度に保ちつつ、硝
酸イオン以外の成分の濃度は原水濃度に近い処理水を連
続的に得ることが可能である。また、本吸着材は水、酸
アルカリ、有機溶媒に対して安定であるので、排水、用
水、および、各種の溶液中に含まれる硝酸及び硝酸イオ
ン除去用の材料として好適である。一方、本吸着剤はそ
れ自体、または、他の材料との複合体の形で吸着材とす
ることも可能であり、また、膜に成型することにより、
硝酸及び硝酸イオンを選択的に分離する分離膜としての
応用が可能である。
明の硝酸イオン吸着剤は硝酸イオンを選択的に吸着し、
硝酸イオン以外の成分に対する吸着性が小さいため、共
存する硫酸イオン等の妨害を受けずに、効果的に硝酸イ
オンを除去することができる。一方、硝酸イオンを吸着
した吸着剤はアルカリ溶液で洗浄すると容易に硝酸イオ
ンを脱着して再生されるため、繰り返し使用することが
可能である。したがって、本吸着材をカラムに充填して
使用すると、硝酸イオンの濃度を低濃度に保ちつつ、硝
酸イオン以外の成分の濃度は原水濃度に近い処理水を連
続的に得ることが可能である。また、本吸着材は水、酸
アルカリ、有機溶媒に対して安定であるので、排水、用
水、および、各種の溶液中に含まれる硝酸及び硝酸イオ
ン除去用の材料として好適である。一方、本吸着剤はそ
れ自体、または、他の材料との複合体の形で吸着材とす
ることも可能であり、また、膜に成型することにより、
硝酸及び硝酸イオンを選択的に分離する分離膜としての
応用が可能である。
【図１】本発明の硝酸イオン吸着剤及び市販の陰イオン
交換樹脂を用いた硝酸イオンのカラム吸着試験結果を示
す図であり、縦軸は各イオンのカラム出口濃度、横軸は
通水量を示す。
交換樹脂を用いた硝酸イオンのカラム吸着試験結果を示
す図であり、縦軸は各イオンのカラム出口濃度、横軸は
通水量を示す。
【図２】硝酸イオン等を吸着した本発明の硝酸イオン吸
着剤及び市販の陰イオン交換樹脂の再生処理結果を示す
図であり、縦軸はカラム出口濃度、横軸は再生剤溶液の
通液量を示す。
着剤及び市販の陰イオン交換樹脂の再生処理結果を示す
図であり、縦軸はカラム出口濃度、横軸は再生剤溶液の
通液量を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】 二級アミン及び三級アミン型置換基を有
する架橋ポリマ−からなる硝酸及び硝酸イオン吸着剤。 - 【請求項２】 二級アミン及び三級アミン型置換基を有
する架橋ポリマ−からなる硝酸及び硝酸イオン分離膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19728091A JPH0515776A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 硝酸イオン吸着剤及び分離膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19728091A JPH0515776A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 硝酸イオン吸着剤及び分離膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0515776A true JPH0515776A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=16371839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19728091A Pending JPH0515776A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 硝酸イオン吸着剤及び分離膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0515776A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010253453A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Kochi Prefecture | 酸素酸イオン収着材、その製造方法およびその使用方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4914347A (ja) * | 1972-06-02 | 1974-02-07 |
-
1991
- 1991-07-12 JP JP19728091A patent/JPH0515776A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4914347A (ja) * | 1972-06-02 | 1974-02-07 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010253453A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Kochi Prefecture | 酸素酸イオン収着材、その製造方法およびその使用方法 |
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