産業廃棄物からの機能性材料製造プロセスの開拓とその有効利用分野の開拓

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都市廃棄物溶融スラグ担持鉄(III)酸化物による廃水中砒素の除去産業廃棄物の一種である都市ゴミ溶融スラグを用いて、過剰のアルカリ試薬をスラグ中の珪素と化学反応させ、ケイ酸塩類を形成し、残りのアルカリ試薬はFe^<3+>と反応させ、鉄(III)酸化物を生成させた。形成した酸化物は珪素を通じてスラグに担持し、廃水処理する時操作しやすい約0.5mmの大粒子を合成した。また、鉄と珪素の結合により架橋構造を形成し、強靭性の吸着剤を合成できた。合成した吸着剤の比表面積は水和鉄酸化物の1.68倍であった。吸着剤は5価のヒ素に対する高い除去能力を持ち、水和鉄酸化物の約3倍であった。また、5価のヒ素に対する吸着剤の最大吸着量は約80g/kgに対して、3価の亜ヒ素は約30g/kgであった。吸着剤からヒ素と亜ヒ素の吸着はFreundlich式に従うことを明らかにした。排水中As(III)の光化学的除去と回収As(III)はAs(V)より毒性が強いので、廃水中のAs(III)をAs(V)に転換した後除去するのが望ましい。本研究では、上記で合成した吸着剤に光触媒を導入し、光化学反応によりAs(III)をAs(V)に転換させ、吸着除去した後回収することを成功した。亜ヒ酸の酸化に必要な照射時間は相対的に短く、平衡吸着までに必要な時間は長いことが判明した。また、光触媒が存在しなくても、紫外線だけで亜ヒ酸が酸化できることを明らかにした。溶液のpHは亜ヒ酸の酸化に大きな影響を与え、酸性とアルカリ性溶液で亜ヒ酸の酸化は比較的に迅速であったが、中性溶液での酸化は極めって遅かった。亜ヒ酸の最適な酸化pH値は3.0前後であり、吸着剤の最適な使用量は2-5gL^<-1>であることが判明した。