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PHOTORESPONSIVE COPPER ION ADSORPTION MATERIAL AND COPPER ION RECOVERY METHOD foreign

Patent code P10P006888
File No. TDU-151
Posted date Apr 16, 2010
Application number P2008-234892
Publication number P2010-064038A
Patent number P5376627
Date of filing Sep 12, 2008
Date of publication of application Mar 25, 2010
Date of registration Oct 4, 2013
Inventor
  • (In Japanese)鈴木 隆之
Applicant
  • (In Japanese)学校法人東京電機大学
Title PHOTORESPONSIVE COPPER ION ADSORPTION MATERIAL AND COPPER ION RECOVERY METHOD foreign
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoresponsive copper ion adsorption material capable of selectively adsorbing only Cu(II) ion among metal ions, and desorbing and recovering the Cu(II) ion.
SOLUTION: The photoresponsive copper ion adsorption material includes a copolymer prepared by copolymerizing a photoresponsive compound which reversibly exhibits transition of adsorption and desorption of a metal ion in a metallic ion solution according to the presence or absence of light irradiation and a monomer component containing a quaternary amine compound, wherein the copolymer selectively adsorbs Cu(II) ion in a dark place from the metallic ion solution including Cl ion, Na ion and Cu(II) ion.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


近年、工場等から排出される産業廃液や産業廃棄物から、効率良く金属イオンを回収する方法が、環境汚染防止、産業廃棄物の減量、資源再利用の理由から望まれている。
金属イオンを含む廃液を浄化する方法として、中和凝集沈殿法・硫化ソーダ法・重金属捕集剤法・フェライト法等が実用化されている。これらの方法で廃液を処理した後、金属を回収するステップ、さらに再利用するステップが設けられている。
例えば、重金属捕集剤法は、重金属イオンと錯化合物を形成する捕集剤(例えばシアン化合物)を用いる。捕集処理後の捕集剤に吸着した金属イオンを回収するには、該捕集剤が一般に溶液に可溶なため、捕集剤を酸化処理等の化学反応処理を経て金属イオンから分離した後、金属を陽イオンとして溶液中に単離させて精製・回収している。
上記のような捕集剤による重金属捕集後の重金属回収ステップにおける化学反応処理の実施にあたっては、専門的な知識や技術が要求されるだけでなく、煩雑な操作と、それによる長い処理時間や多大な処理コストとを要した。



そこで、化合物への光の照射の有無により可逆的に変色するフォトクロミック化合物とふっ化アルコールとのセグメントを有する共重合体を含み、光照射に応答して溶液中の金属イオンの吸着と脱離との両機能を備える金属イオン吸着材料が提案された(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】
特開2003-053185号公報

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、光応答性銅イオン吸着材料と、それを用いた銅イオン回収方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
塩素イオン、ナトリウムイオンおよび銅(II)イオンを含む金属イオン溶液中で銅(II)イオンの吸着および脱離の転移を光照射の有無により可逆的に示す光応答性化合物と、
四級化アミン化合物と
を含む単量体成分を共重合させてなる共重合体を含み、
前記光応答性化合物は、下式(I)または(II)で示される基と、重合可能なエチレン性不飽和結合とを有する化合物であることを特徴とする光応答性銅イオン吸着材料。
【化1】
 


(式(I)および(II)中、Xは水素原子が一個結合した炭素原子、または窒素原子であり、Yは酸素原子または硫黄原子である。R1、R2は独立に水素原子またはアルキル基であり、R3はアルキル基である。)

【請求項2】
 
前記共重合体は、前記塩素イオン、ナトリウムイオンおよび銅(II)イオンを含む金属イオン溶液から、暗所下で銅(II)イオンを選択的に吸着する請求項1記載の光応答性銅イオン吸着材料。

【請求項3】
 
前記四級化アミン化合物は、下式(IV)で示される基および重合可能なエチレン性不飽和結合を有する請求項1または2記載の光応答性銅イオン吸着材料。
【化2】
 



【請求項4】
 
前記四級化アミン化合物は、下式(V)で示される基および重合可能なエチレン性不飽和結合を有する請求項1または2記載の光応答性銅イオン吸着材料。
【化3】
 



【請求項5】
 
前記共重合体が、1´,3´,3´-トリメチル-6-(アクリロイルオキシ)スピロ(2H-1-ベンゾピラン-2,2´-インドール)または
1´,3´,3´-トリメチル-6-(メタクリロイルオキシ)スピロ(2H-1-ベンゾピラン-2,2´-インドール)と、
N,N,N-トリメチル-N-アクリロイルオキシエチルアンモニウムクロリドまたは
N,N,N-トリメチル-N-メタクリロイルオキシエチルアンモニウムクロリド
とを含む単量体成分を共重合させてなる請求項1~3のいずれか記載の光応答性銅イオン吸着材料。

【請求項6】
 
前記共重合体が、1´,3´,3´-トリメチル-6-(アクリロイルオキシ)スピロ(2H-1-ベンゾピラン-2,2´-インドール)または
1´,3´,3´-トリメチル-6-(メタクリロイルオキシ)スピロ(2H-1-ベンゾピラン-2,2´-インドール)と、
[2-(アクリロイルオキシ)エチル]-ジメチル-(3-スルホプロピル)-アンモニウムヒドロキシドまたは
[2-(メタクリロイルオキシ)エチル]-ジメチル-(3-スルホプロピル)-アンモニウムヒドロキシドと
を含む単量体成分を共重合させてなる請求項1、2、4のいずれか記載の光応答性銅イオン吸着材料。

【請求項7】
 
基体に前記共重合体が担持されている請求項1~6のいずれか記載の光応答性銅イオン吸着材料。

【請求項8】
 
前記基体が、ガラス、酸化金属、酸化珪素、シリカゲル、珪藻土、スチレンの重合体、アクリル酸の重合体およびメタクリル酸の重合体からなる群から選ばれるいずれかである請求項7記載の光応答性銅イオン吸着材料。

【請求項9】
 
前記単量体成分にさらに架橋剤またはカップリング剤を含む請求項1~8のいずれか記載の光応答性銅イオン吸着材料。

【請求項10】
 
繊維、細粒たは細管に前記共重合体が担持されている請求項79のいずれか記載の光応答性銅イオン吸着材料。

【請求項11】
 
請求項1~10のいずれか記載の光応答性銅イオン吸着材料を用いて、銅(II)イオン、塩素イオンおよびナトリウムイオンを含む前記金属イオン溶液から、銅(II)イオンを選択的に、回収用溶媒中へ回収することを特徴とする銅イオン回収方法。

【請求項12】
 
前記光応答性銅イオン吸着材料の共重合体と、銅(II)イオンとを、塩素イオンおよびナトリウムイオン存在下の暗所下で錯形成により吸着させる工程と、
回収用溶媒中で、銅(II)イオンを共重合体から脱離させる工程とを含む請求項11記載の銅イオン回収方法。

【請求項13】
 
前記金属イオン溶液中塩素イオンおよびナトリウムイオンが、塩化ナトリウム換算濃度で、10wt%以下である請求項11または12記載の銅イオン回収方法。

【請求項14】
 
前記銅(II)イオンを共重合体から脱離させる工程において、回収用溶媒が塩化ナトリウムを含まない水である請求項12記載の銅イオン回収方法。

【請求項15】
 
前記銅(II)イオンを共重合体から脱離させる工程において、回収用溶媒が塩化ナトリウムの水溶液であって、可視光を照射して銅イオンを脱離させる請求項12記載の銅イオン回収方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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State of application right Registered
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