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吸着剤及びその製造方法 新技術説明会

国内特許コード P06P004829
整理番号 E-012
掲載日 2007年3月9日
出願番号 特願2005-236490
公開番号 特開2007-050333
登録番号 特許第4852743号
出願日 平成17年8月17日(2005.8.17)
公開日 平成19年3月1日(2007.3.1)
登録日 平成23年11月4日(2011.11.4)
発明者
  • 馬場 由成
出願人
  • 学校法人宮崎大学
発明の名称 吸着剤及びその製造方法 新技術説明会
発明の概要

【課題】 高い選択性、高い吸着容量及び高い吸着速度を有する吸着剤及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 キトサン誘導体を原料とし、分子インプリント法により形成された金属イオンなどの鋳型物質の認識部位を有する樹脂を含む吸着剤;及びキトサン誘導体と鋳型物質とを接触させて複合体を形成させた後、架橋剤を加えて架橋させ、次いで、鋳型物質を除去することを特徴とする前記吸着剤の製造方法。
【選択図】 なし

従来技術、競合技術の概要


キトサンの原料はキチンであり、キチンは、カニやエビ等の甲殻類の骨格を形成している構成成分であり、セルロースに類似した構造の窒素を含む多糖類である。そのキチンの原料は、水産加工業から大量に廃棄されるエビ・カニ殻である。キチンの脱アセチル化物であるキトサンは第一級アミノ基を有するカチオン性の高分子であり、繊維、膜、スポンジ、ビーズ等様々な形態に加工でき、機能性材料として期待されている。これらのキチンやキトサンはキチン質と呼ばれ、健康食品成分として利用される他、医療材料、凝集剤やクロマトグラフィー用充填剤等として利用されているが、その量は僅かであり、大部分は不要物として廃棄処分されているのが現状である。また、キチン質の廃棄処理は運搬、廃棄場所など種々の規制があり、それに要するコストも高くつく。そのため、キチン質の有効利用に関する研究が望まれている。



一方、希薄な貴金属の回収は市販のキレート樹脂を用いて行われている。例えば1ppm以下のような極低濃度の貴金属の完全な回収は、これらのキレート樹脂を用いて行われているが、これらの樹脂は再利用ができなく、工業的には不経済な分離法となっている。その大きな理由は、極希薄な貴金属を回収するためには貴金属に対して高い吸着能力を有する硫黄を配位原子とするキレート樹脂が使用されているが、その吸着した貴金属の溶離は難しく、現在は貴金属を吸着した樹脂を焼却することによって貴金属の回収が行われており、樹脂の繰り返し使用はできない状況である。また、焼却処理しても樹脂によっては完全燃焼できずに、純度の高い貴金属の回収は難しい状況である。更に、地球環境保全の観点からも合成高分子の焼却処理は好ましくない。



現在、このような極希薄な溶液からの金属イオン、薬剤及び農薬等の回収・除去のために高選択的な吸着剤の開発が行われている。その一つとして、合成高分子を用いて樹脂内にターゲットとなる分子の鋳型を形成させることにより、その分離効率を高めることができる分子インプリント法が注目されている。しかしながら、この方法はターゲットとなる物質と相互作用するモノマーを原料とし、それらを樹脂化するために架橋剤としてジビニルベンゼン(DVB)を用いて製造しているために、以下のような欠点が指摘されている。まず、相互作用する部位を増やそうとすると樹脂化ができないために吸着容量が極めて小さく(<0.1mmol/g)、分子鋳型を確実に創ろうとするとDVBの量が増え、細孔が小さくなり吸着速度が非常に遅い結果となる。



一方、キトサン誘導体を利用した吸着剤としては、キトサンのアミノ基にピリジン環又はチオフェン環を導入したキトサン誘導体からなる吸着剤(特許文献1)、キトサンのアミノ基にポリアミノカルボキシル基を有する炭化水素鎖を導入したキトサン誘導体からなる吸着剤(特許文献2)、キトサンのアミノ基にビス(カルボキシアルキル)アミノアルキルカルボニル基を導入したキトサン誘導体からなる吸着剤(特許文献3)、キトサンのC位の炭素がチオ尿素で修飾されたキトサン誘導体からなる吸着剤(特許文献4)、キトサンのアミノ基に4-(アルキルチオ)ベンジル基を導入したキトサン誘導体からなる吸着剤(特許文献5)等が知られている。



しかしながら、今までに、キトサン誘導体等の多糖類を材料にインプリント法により合成された吸着剤の開発は全く行われていない。

【特許文献1】特開平6-227813号公報

【特許文献2】特開平8-103652号公報

【特許文献3】特開平10-204104号公報

【特許文献4】特開2000-264902号公報

【特許文献5】特開2004-255302号公報

産業上の利用分野


本発明は、キトサン誘導体を利用した吸着剤及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
キトサン誘導体を原料とし、鋳型物質として平面四配位構造をとる金属イオンを用いる分子インプリント法により形成された平面四配位構造をとる金属イオン又はその錯体の認識部位を有する樹脂を含む吸着剤。

【請求項2】
鋳型物質として用いる平面四配位構造をとる金属イオンがパラジウム(II)イオン、金(III)イオン、ニッケル(II)イオン及び銅(II)イオンから選ばれる請求項1記載の吸着剤。

【請求項3】
鋳型物質として用いる平面四配位構造をとる金属イオンがパラジウム(II)イオンである請求項1記載の吸着剤。

【請求項4】
キトサン誘導体が、キトサンのアミノ基に、平面四配位構造をとる金属イオンと複合体を形成しうる官能基を導入してなるものである請求項1~のいずれか1項に記載の吸着剤。

【請求項5】
キトサン誘導体と鋳型物質とを接触させて複合体を形成させた後、架橋剤を加えて架橋させ、次いで、鋳型物質を除去することを特徴とする請求項1~のいずれか1項に記載の吸着剤の製造方法。

【請求項6】
請求項記載の製造方法により得られた吸着剤。

【請求項7】
請求項1~4のいずれか1項に記載の吸着剤を用いる平面四配位構造をとる金属イオン又はその錯体の回収方法。

【請求項8】
平面四配位構造をとる金属イオン又はその錯体がパラジウム(II)イオン、金(III)イオン、ニッケル(II)イオン及び銅(II)イオン並びにそれらの錯体から選ばれる請求項7記載の回収方法。
産業区分
  • その他無機化学
  • 冶金、熱処理
  • その他無機化学
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中


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