コロイド包括ゲル化反応を利用した新規除濁プロセスに関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650835
• Research Institution: Suzuka National College of Technology
• Principal Investigator: 岩田 政司 鈴鹿工業高等専門学校, 生物応用化学科, 助教授 (10151747)
• Keywords: アルギン酸 / ゲル / コロイド / ベントナイト / PMMA / 固液分離 / 濾過 / 圧搾

Research Abstract

本研究では,アルギン酸Naを難濾過性コロイドに添加し,これをゲル化剤であるCa塩水溶液と混合することにより,コロイド粒子をアルギン酸Caゲルの中に包括し,次いでコロイド包括ゲル懸濁級を重力脱水・圧搾脱水し,コロイド粒子を懸濁系から分離するプロセスを想定している。平成15年度は,コロイド包括条件に及ぼすコロイド懸濁液のpHおよび共雑イオンの影響を中心に検討した。
1.包括ゲル化処理に及ぼすpHの影響 アルギン酸Na-コロイド懸濁液100ml(10000ppmのアルギン酸Na水溶液と種々のpHに調製した10000ppmの直径0.8μmの単分散球形PMMA粒子を等量混合)を10000ppmの塩化カルシウム水溶液500mlに滴下し,コロイド包括アルギン酸caゲル懸濁液を調製した。pH1.78〜12.15の範囲で検討した結果,全ての条件で安定したコロイド包括アルギン酸カルシウムゲルが生成し,ゲル懸濁液の上澄み液および搾液も清澄であった。
2.包括ゲル化処理に及ぼす懸濁液のイオン強度の影響 コロイド懸濁液に共存する金属イオンのコロイド包括反応への影響を前年度に引き続き検討し,本手法の適用限界を調査した。すなわち0.8μmのPMMA懸濁液にNaCl,CaCl_2,AlC1_3を種々の濃度で添加し,この懸濁液を10000ppmのアルギン酸ナトリウム水溶液と等量混合し,混合液の状態を観察した。Naイオンは海水濃度程度の塩濃度でもコロイド包括処理に影響を与えなかった。一方,懸濁液中のCaおよびAlイオンは,コロイド包括処理に影響を与え,懸濁液中に存在する多価イオン量に比例したゲル状物質がアルギン酸Na-コロイド懸濁液混合液中に生じることが明らかとなった。したがって,懸濁液中に多価金属イオンが存在する場合,EDTAなどのキレート剤を用いてイオンを予めマスキングしておく必要がある。