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酸化還元反応場を有する層状複水酸化物による排水中重金属オキソアニオンの新処理技術

Research Project

Project/Area Number 19651027
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Environmental technology/Environmental materials
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

亀田 知人  Tohoku University, 大学院・工学研究科, 准教授 (60333895)

Project Period (FY) 2007 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywordsアンチモン / 層状複水酸化物 / Brandholzite / 除去 / アニオン交換 / 酸中和 / アンチモン酸イオン / 表面吸着 / 合成 / 2価の鉄イオン / 酸化還元 / 共沈法 / ホスト層
Research Abstract

工場排水等から流出したアンチモンは、毒性が懸念されているアンチモン酸イオンとして水域に存在するため適切な浄化処理を行うことが求められる。本研究では、アニオン交換材料である層状複水酸化物(LDH)のアンチモン酸イオン除去能について検討を行った。
炭酸型、硝酸型マグネシウム-アルミニウム系LDHを、五酸化二アンチモンより調製した40mg/Lアンチモン酸イオン溶液に加えて攪拌し、120分経過まで所定時間毎に溶液を分取しアンチモン酸イオン濃度を定量した。またアンチモン酸イオンを捕捉したLDHを分析した。
<炭酸型>添加10分後以降はアンチモン酸イオンの除去が進行せず除去率は33%であった。アンチモン酸イオン捕捉後の炭酸型LDHのX線回折図よりLDH構造は保持されていたが、アンチモン酸イオン捕捉による層間隔の拡大は見られなかった。一方で捕捉されたアンチモン酸イオンに由来する新たなピークが確認され、マグネシウムイオンとアンチモン酸イオンが2:1の量論比で構成する正電荷層アンチモン酸イオンが単独で構成する負電荷層が積層した化合物Brandholziteと同定した。アンチモン酸イオンは炭酸型LDHの酸中和反応により溶出したマグネシウムイオンと素早く反応し、Brandholziteとして除去されると考えられる。
<硝酸型>添加後10分で除去率58%となった後も時間と共にアンチモン酸イオンが捕捉され、120分で除去率81%となった。炭酸イオンより電荷密度が小さい硝酸イオンを層間に有するLDHを用いることで、酸中和反応に伴うBrandholzite生成後もアニオン交換反応によりアンチモン酸イオンを捕捉したと考えられる。

Report

(3 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2009 2008

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Preparation of Fe-Al layered double hydroxide and its application in Sb removal2009

    • Author(s)
      Tomohito Kameda, Noritoshi Yagihashi, Kye-Sung Park, Guido Grause, Toshiaki Yoshioka
    • Journal Title

      Fresenius Environmental Bulletin 18

      Pages: 1006-1010

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 層状複水酸化物を用いた水溶液中からのアンチモン酸イオンの除去2009

    • Author(s)
      本田真章, 亀田知人, 吉岡敏明
    • Organizer
      無機マテリアル学会第119回学術講演会
    • Place of Presentation
      大垣, 大垣市情報工房
    • Year and Date
      2009-11-05
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] マグネシウム-アルミニウム酸化物を用いた水溶液中のアンチモン除去2009

    • Author(s)
      本田真章, 亀田知人, 吉岡敏明
    • Organizer
      資源・素材学会2009春季大会
    • Place of Presentation
      千葉, 千葉工業大学
    • Year and Date
      2009-03-26
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 水溶液中からのアンチモン除去に対する層状複水酸化物の応用2008

    • Author(s)
      本田真章, 柳橋宣利, 亀田知人, 吉岡敏明
    • Organizer
      廃棄物学会東北支部第1回研究発表会
    • Place of Presentation
      仙台, 夢メッセ宮城
    • Year and Date
      2008-10-09
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Fe-A1系層状複水酸化物の合成とオキソアニオン捕捉特性2008

    • Author(s)
      亀田知人, 柳橋宣利, 吉岡敏明
    • Organizer
      資源・素材学会2008春季大会
    • Place of Presentation
      東京,東京大学生産技術研究所
    • Year and Date
      2008-03-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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