フォトレジスト廃水からの水酸化テトラメチルアンモニウムの高選択的分離回収プロセス

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25420811
• Research Institution: The University of Kitakyushu
• Principal Investigator: 西浜 章平 北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (00347668)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉塚 和治 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (70191567)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: イオン交換

Outline of Annual Research Achievements

平成26年度においては、粉末状吸着剤を適用可能な流動床型カラム吸着システムの開発を行った。平成25年度において、高い吸着容量を有することが示されたMFI型ゼオライトは、粒子サイズが小さく、比重が水よりも軽いため、流動床型カラム吸着システムへの適用が困難であった。そこで、平成26年度においては、粒状活性炭を採用し、そのバッチ吸着特性ならびに、流動床型カラム吸着特性の評価を行った。
活性炭によるTMAHのバッチ吸着は、アルカリ性領域において効率的に進行した。活性炭の表面官能基量を測定したところ、フェノール性水酸基が多く存在していたことから、TMAHの吸着は解離した水酸基による化学吸着であると考えられる。
活性炭を流動床型カラム吸着システムへ適用するために、コゼニーカルマン式を用いて最小流動化速度を算出した。活性炭を球体と仮定したところ、最小流動化速度は1.30 mL/minであった。一方で、最小流動化速度を実験的に求めたところ、2.32 mL/minであり、ずれが生じた。これは、活性炭を球形と見なしたことに起因すると考えられる。次に、活性炭をカラムへ充填し、流動床型のカラム吸着を行った。TMAH水溶液の流速の影響、および機械的撹拌の影響について検討を行った。その結果、流動床となるいずれの条件においても、破過曲線に大きな差は確認されなかった。すなわち、活性炭によるTMAHの吸着速度は速く、床内での活性炭の流動状態は吸着挙動に大きな影響は与えないことが示された。
以上により、平成26年度の研究において、流動床型カラム吸着システムの開発が達成された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成26年度の当初目標は、流動床型カラム吸着システムの開発および吸着性能が高い酸化チタン吸着剤の開発であった。
平成25年度において、高い吸着容量を有していたMFI型ゼオライトは流動床型カラム吸着システムへは適切では無いことが明らかとなったが、新たに活性炭を用いることにより、流動床型カラム吸着システムの開発が可能となった。一方で、吸着性能が高い酸化チタン吸着剤の開発は着手することができなかった。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度は、活性炭を吸着剤として用いた流動床型カラム吸着システムについての研究を進める。特に、流動床型カラム吸着システムにおける速度論的観点からのメカニズムの解明を行い、流動床型カラム吸着システムの操作因子を定量的に明らかにする。また、その結果に基づき、廃水中からのTMAHの分離について研究を行い、TMAHの分離に対する流動床型カラム吸着システムの最適化を行う。