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FLUORINE ADSORBENT AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME meetings

Patent code P170014135
File No. (S2014-1106-N0)
Posted date May 10, 2017
Application number P2014-124033
Publication number P2016-002517A
Patent number P5751685
Date of filing Jun 17, 2014
Date of publication of application Jan 12, 2016
Date of registration May 29, 2015
Inventor
  • (In Japanese)山口 大造
Applicant
  • (In Japanese)独立行政法人国立高等専門学校機構
Title FLUORINE ADSORBENT AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluorine adsorbent capable of efficiently removing fluorine ions included in a liquid using magnetic force.
SOLUTION: Provided is a fluorine adsorbent made of a carbonaceous composite in which the magnetic particles of a metal oxide are dispersed into amorphous carbon matrix, in which the average particle diameter of the magnetic particles is 2 to 100 nm, and also, the molar ratio of metal atoms to carbon atoms (Metal/C) is 0.001 to 0.5. It is preferable that the BET specific surface area of the carbonaceous composite exceeds 150 m2/g. It is also preferable that the amorphous carbon includes a graphene sheet.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

フッ素は自然界に多く存在するため、地下水に環境基準を超えるフッ素が含まれることがある。また、半導体製造工場、メッキ工場等から排出される液体にはフッ素が含まれることがある。現在、フッ素の取り扱いには厳しい管理が課されていて、規制値として環境基準(0.8mg/L以下)が定められている。そのため、環境基準を超えるフッ素を含有する地下水や工業排水に対しては上記の基準を満たすための処理が必要である。

現在、液体中のフッ素イオンを効率よく分離することのできる吸着材が模索されていて、例えば、以下のようなものを挙げることができる。

特許文献1には、液体中のフッ素イオンやホウ素を吸着するための磁性吸着剤が記載されている。この磁性吸着剤は、磁性体粒子と、ハイドロタルサイト、酸化マグネシウムまたは水酸化マグネシウムとを、水性樹脂エマルジョンまたは水溶性樹脂を用いて結着させたものである。この磁性吸着剤は、フッ素イオンやホウ素を含む液体に入れられ、フッ素イオンやホウ素を吸着した後、磁力によって回収される。

しかしながら、特許文献1に記載されている磁性吸着剤は、磁性体粒子と、フッ素イオンを吸着する物質(ハイドロタルサイト等)とを、結着剤を用いて結着させたものである。そのため、フッ素イオンやホウ素を含む液体に磁性吸着剤を投入して混合すると、混合による衝撃や結着剤の溶解などによって、磁力に反応する物質とフッ素イオンを吸着する物質とが分離してしまうことが懸念される。液体中でそれらが分離してしまうと磁性体粒子のみが磁力で分離され、液体中のフッ素イオンやホウ素を効率良く除去することができない。

一方、これまで本発明者は、無定形炭素のマトリックス中に金属酸化物の磁性粒子が分散した炭素質複合体を作製し、この炭素質複合体が吸着材として利用できることを報告した(特許文献2及び3)。当該炭素質複合体は、表面に酸性官能基を有するので、吸着させる物質としてはカチオン種が好適であると考えられていた。そして、特許文献3の実施例では、セシウムイオンやメチレンブルーを吸着したことが具体的に示されている。このようなことから、当該炭素質複合体がアニオン種を吸着することは困難であると考えられていた。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、液体に含まれるフッ素イオンを吸着するためのフッ素吸着材に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
無定形炭素のマトリックス中に金属酸化物の磁性粒子が分散した炭素質複合体からなり、該磁性粒子の平均粒径が2~100nmであり、かつ炭素原子に対する金属原子のモル比(Metal/C)が0.001~0.5であることを特徴とするフッ素吸着材。

【請求項2】
 
前記金属酸化物が酸化鉄、酸化コバルト及び酸化ニッケルからなる群から選択される少なくとも1種である請求項1に記載のフッ素吸着材。

【請求項3】
 
BET比表面積が150m2/gを超える請求項1又は2に記載のフッ素吸着材。

【請求項4】
 
前記無定形炭素がグラフェンシートを含む請求項1~3のいずれかに記載のフッ素吸着材。

【請求項5】
 
保磁力が500Oe以下であり、飽和磁化が2~50emu/gである請求項1~4のいずれかに記載のフッ素吸着材。

【請求項6】
 
炭素原子に対する水素原子の比(H/C)が1未満である請求項1~5のいずれかに記載のフッ素吸着材。

【請求項7】
 
前記無定形炭素が水溶性の多糖を炭化させて得られたものである請求項1~6のいずれかに記載のフッ素吸着材。

【請求項8】
 
請求項1~7のいずれかに記載のフッ素吸着材の製造方法であって、
水溶性の金属塩と水溶性の多糖とを水の存在下で混合する第1工程と、
前記第1工程で得られた混合物を炭化させる第2工程とを備えるフッ素吸着材の製造方法。

【請求項9】
 
請求項1~7のいずれかに記載のフッ素吸着材とフッ素イオンを含む液体とを接触させて該液体に含まれるフッ素イオンを吸着させた後、前記フッ素吸着材を磁力によって回収するフッ素イオンの除去方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2014124033thum.jpg
State of application right Registered


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