報告書番号

V06015

タイトル（和文）

排水中微量元素の吸着除去プロセスの開発（その４）－Zr-S細孔内の界面活性剤除去方法の評価－

タイトル（英文）

Development of adsorption process for trace elementsin wastewater (Part 4) - Evaluation of the effective removal methods of the surfactant occlude in pores of Zr-S -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

水中ホウ素の吸着材料として期待される多孔質硫酸ジルコニウム（Zr-S）は、細孔内には界面活性剤が充填されている。多孔質構造を維持しながら界面活性剤を除去できれば、吸着性能の向上が期待できる。このため、Zr-Sから界面活性剤を効率的に除去する方法を検討した。Zr-S中の界面活性剤の気相酸化は、200～650℃で進行し、360℃と540℃で大きな熱を発生するため、多孔質構造の崩壊は避けられない。界面活性剤を液相で除去する方法として過酸化水素（H2O2）による液相酸化、エタノール抽出、塩酸/エタノール（HCl/EtOH）抽出、を検討した。いずれの方法を用いても多孔質構造のある程度の崩壊は避けられなかった。HCl/EtOH抽出は界面活性剤量と多孔質構造を比較的制御しやすく、特にEtOH抽出した試料ではホウ素の吸着/再生試験において安定した吸脱着性能が得られた。このため、安定した吸脱着を実現する界面活性剤の除去方法はEtOH抽出と結論した。

概要 （英文）

Porous zirconium sulfate (Zr-S) is expected as an effective adsorbent for the removal of aqueous boron. Zr-S contains a large amount of surfactant occluded in pores, which is employed as a template during its synthesis. If we remove the surfactant while maintaining its porous structure, the adsorption capacity per weight will be significantly improved. Thus, we investigate the efficient removal method of the surfactant. The gas-phase oxidation of the surfactant proceeds in the range of 200-650 ˚C and emits a large heat at 360 ˚C and 540 ˚C, which caused a collapse of the porous structure due to the excess heat. Three liquid phase treatments were investigated; liquid phase oxidation with hydrogen peroxide (H2O2); extraction with ethanol (EtOH); extraction with hydrochloric acid and ethanol (HCl/EtOH). In the tested methods, partial collapse of the porous structure was inevitable. The extraction with EtOH and HCl/EtOH offered a relatively good control on the surfactant removal and the porous structure. Adsorption and desorption properties of boron was tested with the extracted samples. The extraction with EtOH offered a stable adsorption/desoprtion performance to the treated samples. Thus we concluded that the extraction with EtOH would be an effective removal method of the surfactant occluded in pore of Zr-S.

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