有害イオン除去用複合新吸着剤の開発

新型复合吸附剂去除有害离子的研制

• 批准号: 61030038
• 负责人: 鈴木 喬
• 金额: $ 5.12万
• 依托单位: University of Yamanashi
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Environmental Science
• 财政年份: 1986
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1986 至 1987
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-61030038/
• 关键词: 複合吸着剤; 有害陽イオン; 有害陰イオン; ハイドロキシアパタイト; 火山灰土; 改質シリカ; 有害イオン除去プロセス

1.ハイドロキシアパタイト系複合吸着剤の開発ハイドロキシアパタイト(Ca/Pのモル比:1.67,表面積:54【m^2】/g)による【Zn^(2+)】,【Cd^(2+)】,【Pb^(2+)】,【Hg^(2+)】の除去特性を検討した結果,【Zn^(2+)】,【Cd^(2+)】,【Pb^(2+)】は共存陰イオンの種類に関係なくアパタイト中の【Ca^(2+)】と陽イオン交換反応により容易に除去されるが、【Hg^(2+)】は配位能力のため対陰イオンの影響をうけしかも単純な陽イオン交換反応ではなく結果的にアパタイト構造を破壊して、【Hg_3】【(PO_4)_2】として除去される事が判明した。【Hg^(2+)】系の反応生成物であるHg【(PO_4)_2】はpHが4.0,3.0のような低pH領域でも安定に存在でき、しかも試料アパタイト中に吸着した状態で存在し得るので、このアパタイトは酸性雰囲気排水中からの【Hg^(2+)】の除去剤(gあたり少くとも20mg)としても十分使用可能である。次にアロフェンを主組成とするY-1,Y-2と名ずけた火山灰土より【BF_4】の除去特性を検討した結果、gあたり30〜40mgの【BF(^-_4)】の除去が可能であった。【BF(^-_4)】はハイドロキシアパタイトでは除去不可能なので、このY-1,Y-2とハイドロキシアパタイトの複合系にすれば各種排水中に含まれる【Zn^(2+)】,【Cd^(2+)】,【Pb^(2+)】,【Hg^(2+)】,【BF(^-_4)】,【F^-】等の有害陽,陰両イオンの同時除去が可能であると考えられる。 2.ポリマーグラフト化シリカ系複合吸着剤の開発シリカ表面にポリスチレンをグラフト導入した改質シリカにより【Hg^(2+)】の除去特性を検討した結果、1ppm以下の低濃度の【Hg^(2+)】を各種イオン共有下でも選択的によく除去できる事が判明した。3.重金属イオン除去プロセスの平衡・速度論的検討実用的な除去プロセス開発の基礎データを得るために回分攪拌槽を用いてハイドロキシアパタイトによる【Pb^(2+)】,【Cd^(2+)】の平衡吸着量,吸着速度,活性化エネルギー等を求めた。その結果、一般に吸着平衡は直角平衡とみなせる事,速度過程は境膜拡散律速である事が判明した。現在実用的な吸着装置を設計中である。

1. Development of complex sorbents (Ca/P ratio: 1.67, surface area: 54 [m^2]/g)[Zn ^(2 +)],[Cd ^(2 +)],[Pb ^(2 +)],[Hg ^(2 +)] removal properties were investigated,[Zn ^(2 +)],[Cd ^(2 +)],[Pb ^(2 +)] blue shift, negative shift [Hg ^(2 +)] coordination ability of the negative side of the impact of the pure positive side of the exchange reaction, the result of the negative side of the structure of the breakdown,[Hg ^(2 +)][PO_4)_2] and removal of the matter to determine. Hg ^(2 +) is a reaction product. Hg ^(PO_4)_2 is stable at pH 4.0, 3.0 and in low pH range. Hg ^(2 +) can be removed from acidic water by adsorption. Hg ^(2 +) can be used very well. The main composition of the secondary layer is Y-1, Y-2, and the removal characteristics of the volcanic ash are discussed. The removal of BF (^-_4) is possible in the range of 30~40 mg. [BF (^-_4)] In the complex system of Y-1, Y-2 and BF (^-_4), the harmful yang and yin elements such as Zn ^(2 +), Cd ^(2 +), Pb ^(2 +), Hg ^(2 +), BF (^-_4) and F ^-can be removed at the same time. 2. Investigation of removal characteristics of Hg ^(2 +) at low concentrations of Hg ^(2 +) below 1 ppm and under various conditions was carried out to determine the removal characteristics of Hg ^(2 +) at the open surface of complex sorbents. 3. The equilibrium adsorption amount, adsorption rate and activation rate of heavy metals in the separation tank are calculated by using the equilibrium adsorption rate and activation rate of Pb ^(2 +) and Cd ^(2 +). As a result, the general absorption equilibrium is the right angle equilibrium, and the velocity process is the boundary membrane dispersion velocity. The design of the adsorption device currently in use is in progress.

项目成果

M.Miyake: J.Solid State Chem.,. 61. 230-235 (1986)

M.Miyake：J.Solid State Chem.，。

鈴木喬: 石膏と石灰. 204. 58-64 (1986)

铃木隆：石膏和石灰。204. 58-64 (1986)

竹内雍: 化学工学論文集.

竹内，竹内：化学工程论文集。