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ゼオライトの合成方法

国内特許コード P07A010209
整理番号 32
掲載日 2007年8月8日
出願番号 特願2004-122961
公開番号 特開2005-306632
登録番号 特許第3940801号
出願日 平成16年4月19日(2004.4.19)
公開日 平成17年11月4日(2005.11.4)
登録日 平成19年4月13日(2007.4.13)
発明者
  • 田中 秀和
出願人
  • 学校法人島根大学
発明の名称 ゼオライトの合成方法
発明の概要

【課題】 石炭灰から一工程で純粋なもしくは単一相のゼオライトをも合成しうる方法を提供すること。
【解決手段】 石炭灰をNaOH-NaAlO混合溶液に溶解させて、半透膜を通じて膜外の混合液中に単一相のゼオライト、もしくは、ゼオライトとヒドロキシソーダライトとの混合物を合成することを特徴とする石炭灰由来のゼオライトの一工程合成方法である。これにより、産業廃棄物である石炭灰から吸着材やイオン交換体として種々利用されているゼオライトを合成する方法を提供可能となる。ここで、合成は一工程からなり、半透膜外では純粋なもしくは単一相のゼオライトを合成可能であり、膜内では、従来と同様のゼオライトが合成されるので、用途によって使い分けのできるゼオライトを効率的に合成可能となる。

従来技術、競合技術の概要


石炭灰は、火力発電所で石炭を燃焼させた際に大量に排出される産業廃棄物であり、「再生資源利用促進法」では指定副産物とされている。日本では年間約600万トンの石炭灰が排出され、その量は年々増加している。石炭灰には飛灰すなわちフライアッシュ(なお、以降において、適宜Faと表記することとする。)と、泥灰すなわちクリンカーアッシュが含まれており、Faは全石炭灰の約85%を占めている。



飛灰の6割はセメント混和材や土木材料などに利用されているが、残りの4割は埋立て処理されているのが現状である。しかしながら、Fa中にはAs、Pb、Sn、Cdなどの重金属が含まれており、深刻な環境汚染を引き起こす可能性があるため、Faの廃棄物処理を兼ねた再資源化方法の開発が必要とされている。



Faの主成分はケイ素やアルミニウムの酸化物であり、非晶質アルミノシリケイトおよびムライトやクオーツなどの結晶質相で構成されている。これらを利用して、Faを用いたゼオライトの合成に関する研究は多くの研究者により行われてきている。例えば、非特許文献1に示すように、本願発明者によってもこれまで、Faをアルカリ溶液で処理するとFa中の非晶質相が溶解し、ゼオライトが生成されることを明らかにしている。




【非特許文献1】H. Tanaka,Y.Sakai and R.Hino,Mater.Res.Bull.,37,1873(2002)

産業上の利用分野


本発明は、ゼオライトの合成方法に関し、特に、石炭灰から一工程で単一相のゼオライトを合成しうるゼオライトの合成方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
石炭灰をNaOH-NaAlO混合溶液に溶解させて、半透膜を通じて膜外の混合液中に単一相のゼオライト、もしくは、ゼオライトとヒドロキシソーダライトとの混合物を合成することを特徴とする石炭灰由来のゼオライトの一工程合成方法。

【請求項2】
石炭灰をNaOH-NaAlO混合溶液に溶解させて、半透膜を通じて膜外の混合液中に単一相のゼオライト、もしくは、ゼオライトとヒドロキシソーダライトとの混合物を合成するとともに膜内にP型ゼオライトを合成することを特徴とする石炭灰由来のゼオライトの一工程合成方法。

【請求項3】
所定のアルカリ雰囲気下でSiO/Al:NaO/SiO=2.0~5.0:6.0としたことを特徴とする請求項1または2に記載のゼオライトの合成方法。

【請求項4】
所定のアルカリ雰囲気下でSiO/Al:NaO/SiO=2.0~3.4:6.0に調整し、膜外にA型ゼオライトを生成させることを特徴とする請求項1または2に記載のゼオライトの合成方法。

【請求項5】
所定のアルカリ雰囲気下でSiO/Al:NaO/SiO=4.0~5.0:6.0に調整し、膜外にX型ゼオライトを生成させることを特徴とする請求項1または2に記載のゼオライトの合成方法。

【請求項6】
所定のアルカリ雰囲気下でSiO/Al:NaO/SiO=2.0:6.0に調整し、ヒドロキシソーダライトが合成されてくる所定時間までに膜外に生成されているA型ゼオライトを回収して単一相のA型ゼオライトのみを得ることを特徴とする請求項1または2に記載のゼオライトの合成方法。

【請求項7】
石炭灰として飛灰を用いることを特徴とする請求項1~6のいずれか一つに記載のゼオライトの合成方法。

産業区分
  • 無機化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


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