Development of hybrid zeolite with added anion exchange ability

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05586
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34030:Green sustainable chemistry and environmental chemistry-related
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: Aono Hiromichi 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (00184052)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ゼオライト / 環境浄化 / 陰イオン / リン酸 / ヒ酸

Outline of Final Research Achievements

A Fe-modified Na-P1 type artificial zeolite (Fe-P1) was prepared by mixing with the synthesized zeolite powder using chemical reagents and FeCl3 solution. The anion exchange capacity was generated by the iron hydroxyl group on the surface. Although the intensity of the XRD peaks for the zeolite phase decreased with an increase in the concentration of the mixed FeCl3 solution, the anion exchange ability for the phosphate was improved due to the increase in the surface area. The Fe-P1 zeolite showed a high selectivity for the anions of phosphoric acid and arsenic acid. The anion adsorption capacity was significantly increased under the acidic condition (pH 5) of the solution. Acidic treatment on the Fe-P1 zeolite was also effective for the anion adsorption.

Free Research Field

無機材料化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、陽イオンだけでなく、陰イオンも吸着除去できるハイブリッドゼオライトを開発した。本研究のFe修飾Na-P1ゼオライトは、リン酸およびヒ酸を選択的に吸着除去することができ他の陰イオンはほとんど吸着しないことから、選択性が非常に優れている。これにより、鉄鋼製造時に不純物として含まれるリン酸およびヒ酸を除去することができ、さらには汚染水や地下水に含まれる汚染イオンの吸着除去剤としての使用など, 様々な応用が期待できる。一方、陽イオンを吸着したのちに、焼成することにより、修飾したFeと陽イオンとの反応により固定化相を形成することから、原発の廃炉後の放射性核種固定化にも応用できる。