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層状複水酸化物結晶、アニオン吸着剤および該層状複水酸化物結晶の製造方法

国内特許コード P210017874
整理番号 (N18027)
掲載日 2021年8月23日
出願番号 特願2020-538472
出願日 令和元年8月23日(2019.8.23)
国際出願番号 JP2019032928
国際公開番号 WO2020040270
国際出願日 令和元年8月23日(2019.8.23)
国際公開日 令和2年2月27日(2020.2.27)
優先権データ
  • 特願2018-157573 (2018.8.24) JP
発明者
  • 手嶋 勝弥
  • 簾 智仁
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 層状複水酸化物結晶、アニオン吸着剤および該層状複水酸化物結晶の製造方法
発明の概要 従来よりも高いイオン交換能を実現する層状複水酸化物結晶を提供する。
本実施形態に係る層状複水酸化物結晶1は、下記式(1)で表され、また、複数の板状結晶11,11,…が積層された積層構造を有する結晶粒10の複数で構成され、かつ、複数の結晶粒10,10,…の粒径が、マイクロスケールで揃っている。[Ni2+1-xCo3+(OH)]・[(CO2-X/2] …(1)(ここで、0.2<x≦0.33)
従来技術、競合技術の概要

層状複水酸化物(Layered Double Hydroxides:LDHs)は、アニオン交換性の無機イオン交換体であり、金属酸化物(ホスト層)と、アニオン種や水分子(ゲスト層)とが交互に積層した構造からなる層状無機化合物である。ゲスト層のアニオン種は,層状構造を維持したまま,溶液中のアニオン種と交換できるため、層間(二次元空間)を利用した高選択的イオン交換性を示すことが分かっている。

従来、LDHsの選択的イオン交換性は多く議論されており、例えば、水溶液から硝酸イオン、リンおよびヒ素を同時かつ選択的に吸着できる吸着剤として、Mg-Al系ハイドロタルサイトを有する吸着剤が考案されている(特許文献1参照)。

産業上の利用分野

本発明は、層状複水酸化物結晶、アニオン吸着剤および該層状複水酸化物結晶の製造方法に関し、特に、水中あるいは地中の有害アニオンを除去するための層状複水酸化物結晶に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
下記式(1)で表され、
複数の板状結晶が積層された積層構造を有する結晶粒の複数で構成され、
複数の前記結晶粒の粒径が、マイクロスケールで揃っている、層状複水酸化物結晶。[Ni2+1-xCo3+(OH)]・[(CO2-X/2] …(1)
(ここで、0.2<x≦0.33)

【請求項2】
下記式(2)で表され、
複数の板状結晶が積層された積層構造を有する結晶粒の複数で構成され、
複数の前記結晶粒の粒径が、マイクロスケールで揃っている、層状複水酸化物結晶。[Ni2+1-xCo3+(OH)]・[(ClX/2] …(2)
(ここで、0.2<x≦0.33)

【請求項3】
隣接する板状結晶の間に層状空間が形成されており、
前記複数の板状結晶と複数の前記層状空間とが交互に配されている、請求項1又は2に記載の層状複水酸化物結晶。

【請求項4】
前記結晶粒の積層方向断面線分析において、前記板状結晶の面内方向に関して、Ni元素が一様に分布し、かつ、Co元素が一様に分布している、請求項1~3のいずれか1項に記載の層状複水酸化物結晶。

【請求項5】
前記結晶粒の積層方向断面線分析において、前記板状結晶の積層方向に関して、Ni元素が一様に分布し、かつ、Co元素が一様に分布している、請求項1~4のいずれか1項に記載の層状複水酸化物結晶。

【請求項6】
請求項1~5のいずれか1項に記載の層状複水酸化物結晶を含む、アニオン吸着剤。

【請求項7】
硝酸イオンおよびヒ化物イオンから選択される1又は2種以上のアニオンを吸着する、請求項6に記載のアニオン吸着剤。

【請求項8】
前駆体結晶の化学量論比に基づいて混合されたNi源物質、Co源物質およびNa源物質の混合物に、更にNa源物質を加えて調整された原料を準備する工程と、
前記原料を600℃~1000℃、1時間以上で加熱して、NaNi1-xCo結晶(0.2<x≦0.33)で構成される前駆体結晶を生成する工程と、
前記前駆体結晶を加水分解する工程と、
前記前駆体結晶の加水分解によって得られた結晶を還元処理する工程と、
を有する、層状複水酸化物結晶の製造方法。

【請求項9】
前記還元処理の後、該還元処理によって得られた結晶の層間に位置する炭酸イオンを塩化物イオンに置換する工程を更に有する、請求項8に記載の層状複水酸化物結晶の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2020538472thum.jpg
出願権利状態 公開
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