褐炭を用いたイオン選択性・認識性材料の創製

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今年度は褐炭中カルボキシル基の酸強度分布を変化させる目的で、事前処理として温和な条件下(25℃、1atm)での過酸化水素水を用いた酸化処理を行った。その結果、次の結果が得られた。1.酸化処理に用いる過酸化水素量を増やすことにより、褐炭中に存在するカルボキシル基量は約3.2mmol/gから最大で4.2mmol/gまで増加した。しかし、褐炭1gに対し、過酸化水素量9g以上を添加してもカルボキシル基量は4.2mmol/g以上には増加しなかった。2.滴定法により酸化炭中のカルボキシル基の酸強度分布を調べたところ、原炭と同様に幅広いpKa範囲に4つの酸性官能基群を持つことがわかった。更に、酸化炭の場合、全てのカルボキシル基群の増加が認められたが、特にpKa3.7付近の最も酸性の強いカルボキシル基が大きく増加していることがわかった。この酸化処埋炭を種々のpH条件下(pH4,6,7)でCdイオン交換に用いて、次の結果を得た。3.pHの上昇に伴い、いずれの酸化試料でもCdイオン交換量は増加した。4.いずれのpH条件下でも過酸化水素添加量の増加に伴い、Cdイオン交換量はほぼ直線的に増加した。しかし、カルボキシル基量の増加の傾向と同様に、過酸化水素添加量が9g/g-Coal以上の試料ではCdイオン交換量はそれ以上増えなかった。5.原炭と過酸化水素添加量9g/g-Coalの試料のCdイオン交換量の差はいずれのpHの場合でも約0.5mmol/gで同じであり、これは増加したカルボキシル基量と良く一致した。以上の結果から、Cdイオン交換に対しては酸化処理が有効であることがわかった。