Selective adsorption and resource recovery of harmful anion from natural source using ternary mixed hydrous oxides.

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K11695
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 桑原 智之 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 教授 (10397854)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 複合含水酸化物 / 吸着 / ホウ酸 / フッ化物イオン / 選択性

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，地下水や温泉水に由来する低濃度有害陰イオンである砒素・ふっ素・ほう素の吸着剤を開発し，資源回収も含めた有害イオン除去システムを構築することである。特に，多価金属の含水酸化物を複合化した三元素系複合含水酸化物（TMHOs）を対象に，ヒ酸，亜ヒ酸，フッ化物イオン，ホウ酸に対する選択性を向上させた吸着剤を開発し，構造特性と吸着特性を評価する。2020年度は，ヒ酸，亜ヒ酸の吸着に適した，ケイ素（Si）・鉄（Fe）・マグネシウム（Mg）からなるTMHOs試料（SFM試料）を造粒し，カラムを使用した連続通水試験を試みた。その結果，SFM試料造粒体の強度はSi・アルミニウム（Al）・MgからなるTMHOs試料（SAM試料）と比べて著しく低く，また強度の高い造粒体の配合を発見するに至らなかったことから，カラム試験を実施することができなかった。一方，SAM118造粒体について，フッ化物イオンとホウ酸の吸着サイトの共通性を明らかにするため，これらが共存する溶液を対象にカラム試験を実施した。ホウ酸に比べてフッ化物イオンの処理水濃度が低くかったことから，バッチ試験と同様の選択性の序列となった。また，実験期間中において処理水濃度はいずれも原水濃度を超えることがなかったことから，フッ化物イオンとホウ酸の吸着サイトは異なる可能性が示された。すなわち，SAM118はフッ化物イオンとホウ酸が共存する場合でも競合することなく吸着能力を発揮する可能性が高い。今後は，吸着質の脱着性を調査し，共通の吸着サイトではないことを示す必要がある。