石炭灰を原料とするゼオライトを用いた高性能水質浄化材の開発

石炭灰を原料としてNa-P型ゼオライト(以下、Na-P)を水熱合成し、得られたゼオライトの2価陽イオンに対する陽イオン交換特性について検討を行った。290meq/100gの陽イオン交換容量を持っNa-Pを用いて2価陽イオンのイオン交換を行った結果、Pb^<2+>+をイオン交換させたときが最もイオン交換量が高かった。平衡時のPb^<2+>のイオン交換量は260meq/100gを示しており、優れたPb^<2+>に対する除去剤としての利用が考えられる。Mg^<2+>はNa-Pにほとんどイオン交換が行われず、平衡時のイオン交換量は17meq/100gであった。Na-Pに対する2価の陽イオン交換では、Pb(全部)^<2+>>Ba^<2+>>Cu^<2+>>Cd^<2+>>Zn^<2+>>Ca^<2+>>Co^<2+>>Ni^<2+>>Mg^<2+>の順に陽イオンの交換量が高かった。Na-Pに対するイオン交換序列は、Ca^<2+>を除いてストークスの水和イオン半径の順に概ね一致していることがわかった。大きい水和イオン半径を持つ陽イオンはゼオライトへの陽イオン交換量が小さく、小さい水和イオン半径を持つ陽イオンはゼオライトへの陽イオン交換量が大きい傾向が見られた。Na-Pを用いて温度を変化させてMg^<2+>のイオン交換を行った結果、Mg^<2+>のイオン交換の場合、25℃では34meq/100gのイオン交換量を示した。40℃、60℃および80℃ではイオン交換量はそれぞれ70meq/100g、143meq/100gおよび183meq/100gに増加した。25℃および80℃でのイオン交換量を比較すると、約6倍もの交換量の増加が見られた。温度の上昇に伴い、Mg^<2+>のイオン交換量が顕著に増加することがわかった。これは、温度の上昇に伴って、Mg2+の水和状態が変化することが一因であると考えられる。

石炭灰を原料としてNa-P型ゼオライト(以下、Na-P)を水熱合成し、得られたゼオライトの2価陽イオンに対する陽イオン交換特性について検討を行った。290meq/100gの陽イオン交換容量を持っNa-Pを用いて2価陽イオンのイオン交換を行った結果、Pb^<2+>+をイオン交換させたときが最もイオン交換量が高かった。平衡時のPb^<2+>のイオン交換量は260meq/100gを示しており、優れたPb^<2+>に対する除去剤としての利用が考えられる。Mg^<2+>はNa-Pにほとんどイオン交換が行われず、平衡時のイオン交換量は17meq/100gであった。Na-Pに対する2価の陽イオン交換では、Pb(全部)^<2+>>Ba^<2+>>Cu^<2+>>Cd^<2+>>Zn^<2+>>Ca^<2+>>Co^<2+>>Ni^<2+>>Mg^<2+>の順に陽イオンの交換量が高かった。Na-Pに対するイオン交換序列は、Ca^<2+>を除いてストークスの水和イオン半径の順に概ね一致していることがわかった。大きい水和イオン半径を持つ陽イオンはゼオライトへの陽イオン交換量が小さく、小さい水和イオン半径を持つ陽イオンはゼオライトへの陽イオン交換量が大きい傾向が見られた。Na-Pを用いて温度を変化させてMg^<2+>のイオン交換を行った結果、Mg^<2+>のイオン交換の場合、25℃では34meq/100gのイオン交換量を示した。40℃、60℃および80℃ではイオン交換量はそれぞれ70meq/100g、143meq/100gおよび183meq/100gに増加した。25℃および80℃でのイオン交換量を比較すると、約6倍もの交換量の増加が見られた。温度の上昇に伴い、Mg^<2+>のイオン交換量が顕著に増加することがわかった。これは、温度の上昇に伴って、Mg2+の水和状態が変化することが一因であると考えられる。