ハイブリッド水酸化鉄粒子による有害重金属イオン優先吸着

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結晶格子内に水分子を含む含水酸化物(α-FeOOHやα-AlOOH)は、陽イオンおよび陰イオンに対して両性吸着を示す。この吸着はイオン交換反応によるため、吸着量は溶液pHと含水酸化物の酸性度によって決まる。本研究では、「溶液pHに依存しない優先的イオン交換吸着」を実現することを目指し、フェライト超微粒子やマンガン含水酸化物微粒子などの第二相と含水酸化物粒子とのハイブリッド型粒子におけるPbイオン優先吸着機能の発現とその吸着機構解析を試みた。前年度の成果に基づき、種々の結晶構造をとり得るマンガン含水酸化物微粒子および電析作用を示す光触媒酸化物について検討を行った。α-MnO_2(α-MnOOH),λ-MnO_2,およびλ-MnOOHについて検討した結果、表面プロトンのイオン交換性が結晶構造に依存することを見いだし、低い等電点を有し表面プロトンが大きな格子空間に存在するホランダイト結晶構造をもつα-MnO_2が最も高いPb(II)イオン吸着能をもつことを見いだした。光電析作用を示すLa_2O_3-CeO_2系複合体粒子に対する鉛イオン捕集能を検討し、顕著な光照射効果を見いだした。励起電子による析出反応速度の促進がPb(II)イオンに対する高い捕集能を示すことに基づき、粒子サイズの影響を明らかにした。また、Pb(II)イオン優先吸着性はα-(Fe,Mn)OOH粒子との複合化によって可能であることを示した。