JP2011062594A - インジウム吸着材とその製造方法、及びインジウム吸着方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インジウムに対する鋳型構造を有する高分子材料からなり、亜鉛に対するインジウムの吸着選択率が2.0以上であるインジウム吸着材を提供する。このインジウム吸着材は、インジウムが導入されたカルボキシル基を有する親水性ポリマーに、水溶性モノマー及び架橋剤並びに重合開始剤の水溶液を吸収させ、前記水溶性モノマーを重合して得られる重合物を酸処理することにより得られる。
【選択図】なし
Description
このインジウム吸着材は、インジウムが導入されたカルボキシル基を有する親水性ポリマーに、水溶性モノマー及び架橋剤並びに重合開始剤の水溶液を吸収させ、前記水溶性モノマーを重合して得られる重合物を酸処理することにより得られる。
このインジウム吸着材において、前記親水性ポリマーへのインジウムの導入率は20%以上とすることが好適であり、また前記重合物における水溶性モノマーの含有率は40重量%以下とすることが好適である。さらに前記水溶性モノマーと前記架橋剤のモル比は100:1〜1:1とすることが好適となる。
本発明は、また、インジウムが導入されたカルボキシル基を有する親水性ポリマーに、水溶性モノマー及び架橋剤並びに重合開始剤の水溶液を吸収させ、前記水溶性モノマーを重合する工程と、得られた重合物を酸処理する工程と、を含むインジウム吸着材の製造方法を提供する。
このインジウム吸着材の製造方法は、さらに前記親水性ポリマーにインジウム水溶液を吸収させる工程を含み得る。
このインジウム吸着材の製造方法において、前記インジウム水溶液の濃度は3mM以上とすることが好適であり、また前記親水性ポリマーの重量に対して前記水溶性モノマー及び前記架橋剤並びに前記重合開始剤の水溶液を1倍容量以上吸収させることが好適である。さらに、前記水溶性モノマーと前記架橋剤のモル比を100:1〜1:1とすることが好適となる。
本発明は、さらに、上記のインジウム吸着材に、インジウムを含む水溶液を接触させて、インジウムを吸着する方法をも提供する。
1.インジウム吸着材
(1)インジウムに対する鋳型構造と吸着選択率
(2)親水性ポリマー
(3)水溶性モノマー・架橋剤・重合開始剤
2.インジウム吸着材の製造方法
(1)第1工程
(2)第2工程
(3)第3工程
3.インジウムの吸着方法
(1)インジウムに対する鋳型構造と吸着選択率
本発明に係るインジウム吸着材は、予めインジウムが導入されたカルボキシル基を有する親水性ポリマーに、水溶性モノマー及び架橋剤並びに重合開始剤の水溶液を吸収させ、前記水溶性モノマーを重合して得られる重合物を酸処理することにより得られ、インジウムに対する鋳型構造を有している。従って、このインジウム吸着材は、高い選択性をもってインジウムを吸着することができる。インジウムの吸着選択率は、例えば、亜鉛に対して2.0以上、好ましくは3.0以上である。
本発明に係るインジウム吸着材に用いられる親水性ポリマーは、カルボキシル基を有するモノマーを構成単位に含むポリマーであれば特に限定されない。さらに、カルボキシル基以外にも、例えば、水酸基やアミド基、スルホン酸基等のインジウムイオンを導入可能な官能基を有するモノマーを構成単位に含むポリマーであれば使用可能である。
本発明に係るインジウム吸着材に用いられる水溶性モノマー及び架橋剤並びに重合開始剤は、従来公知のものを適宜組み合わせて用いることができる。
本発明に係るインジウム吸着材の製造方法は、以下の工程からなる。
第1工程:
親水性ポリマーにインジウム水溶液を吸収させる工程。
第2工程:
インジウムが導入された親水性ポリマーに、水溶性モノマー及び架橋剤並びに重合開始剤の水溶液を吸収させ、水溶性モノマーを重合する工程。
第3工程:
得られた重合物を酸処理する工程。
第1工程は、親水性ポリマーにインジウム水溶液を吸収させ、親水性ポリマーのカルボキシル基にインジウムイオンを導入する工程である。
第2工程は、前工程においてインジウムが導入された親水性ポリマーに、水溶性モノマー及び架橋剤並びに重合開始剤の水溶液を吸収させ、水溶性モノマーの重合反応を行なう工程である。
第3工程は、前工程で得られた重合物を酸処理することによって、重合物中からインジウムイオンを除去する工程である。
本発明に係るインジウム吸着材は、インジウムに対する鋳型構造を有し、高い選択性をもってインジウムを吸着する。そのため、この吸着材は、液体中に他の金属イオンと混在するインジウムイオンを選択的に吸着させて、高純度に回収するために利用できる。
1.インジウム吸着材の製造
以下の工程に従って、インジウム吸着材を製造した。
(1)第1工程
アクリル酸からなる親水性架橋ポリマー(AAcゲル)として、市販の吸水性樹脂(ST−500:三洋化成工業品株式会社)を使用した。500mlのナス型フラスコに、AAcゲル乾燥物300mgと、5mMに調整したIn2(SO4)3の水溶液200mlを混合し、室温下で24時間攪拌を行った。
次に、水溶性モノマーであるアクリルアミド(AAm)と架橋剤であるメチレンビスアクリルアミド(MBA)、重合開始剤である過硫酸アンモニウム(APS)をそれぞれ1.5mM、0.015mM、0.015mMに溶解した混合溶液25mlにインジウムを導入した乾燥AAcゲル100mgを添加して室温下で浸漬攪拌することで膨潤させた。この時、乾燥AAcゲルの重量に対して1.19倍容量の混合液が吸収された(ゲル全体に対してアクリルアミド成分の含有率は11.2重量%)。
次に、試験管からゲルを取り出し蒸留水にて洗浄を行った後、0.1Nの塩酸水溶液200mlに浸漬し室温下で3時間攪拌を行った。
得られたインジウム吸着剤10mgを、5mMの濃度にインジウムと亜鉛のイオンを溶解させた混合水溶液10mlに投入し、4時間室温下にて攪拌を行った。インジウム吸着剤投入前後の水溶液中の各イオンの濃度を測定(ICP−MS)することで、吸着剤に吸着された両イオン量を算出した。
1.インジウム吸着材の製造
第1工程においてAAcゲル乾燥物に吸収させるIn2(SO4)3の水溶液を4mMとした以外は実施例1と同様にしてインジウム吸着材を製造した。
得られた吸着剤の金属イオンの吸着効果を実施例1と同様の方法で確認した。その結果、吸着剤に吸着されたイオン量はインジウム0.73mmol/g、亜鉛0.30mmol/gであり、インジウムイオンに対して高い選択吸着性が確認された(In/Znの吸着選択率:2.43)。
1.インジウム吸着材の製造
第1工程においてAAcゲル乾燥物に吸収させるIn2(SO4)3の水溶液を3mMとした以外は実施例1と同様にしてインジウム吸着材を製造した。
得られた吸着剤の金属イオンの吸着効果を実施例1と同様の方法で確認した。その結果、吸着剤に吸着されたイオン量はインジウム1.25mmol/g、亜鉛0.41mmol/gであり、インジウムイオンに対して高い選択吸着性が確認された(In/Znの吸着選択率:3.05)。
1.インジウム吸着材の製造
第1工程においてAAcゲル乾燥物に吸収させるIn2(SO4)3の水溶液を2.5mMとした以外は実施例1と同様にしてインジウム吸着材を製造した。
得られた吸着剤の金属イオンの吸着効果を実施例1と同様の方法で確認した。その結果、吸着剤に吸着されたイオン量はインジウム0.35mmol/g、亜鉛0.30mmol/gであり、インジウムイオンに対する選択吸着性は低かった(In/Znの吸着選択率:1.23)。
1.インジウム吸着材の製造
第1工程においてAAcゲル乾燥物に吸収させるIn2(SO4)3の水溶液を2mMとした以外は実施例1と同様にしてインジウム吸着材を製造した。
得られた吸着剤の金属イオンの吸着効果を実施例1と同様の方法で確認した。その結果、吸着剤に吸着されたイオン量はインジウム0.09mmol/g、亜鉛0.22mmol/gであり、インジウムイオンに対する選択吸着性は認められなかった(In/Znの吸着選択率:0.41)。
1.インジウム吸着材の製造
第1工程においてAAcゲル乾燥物に吸収させるIn2(SO4)3の水溶液を1mMとした以外は実施例1と同様にしてインジウム吸着材を製造した。
得られた吸着剤の金属イオンの吸着効果を実施例1と同様の方法で確認した。その結果、吸着剤に吸着されたイオン量はインジウム0.09mmol/g、亜鉛0.19mmol/gであり、インジウムイオンに対する選択吸着性は認められなかった(In/Znの吸着選択率:0.47)。
1.インジウム吸着材の製造
第1工程を省略し、第2工程においてインジウムを導入していない乾燥AAcゲルにモノマー水溶液を吸収させた以外は実施例1と同様にしてインジウム吸着材を製造した。
得られた吸着剤の金属イオンの吸着効果を実施例1と同様の方法で確認した。その結果、吸着剤に吸着されたイオン量はインジウム0.14mmol/g、亜鉛0.43mmol/gであり、インジウムイオンに対する選択吸着性は認められなかった(In/Znの吸着選択率:0.33)。
市販のイオン交換樹脂(アンバーライトIR120B Na:オルガノ株式会社)を用いて、インジウムイオンと亜鉛イオンの混合溶液における両イオンの吸着効果を実施例1と同じ要領で検討した。
Claims (11)
- インジウムに対する鋳型構造を有する高分子材料からなり、亜鉛に対するインジウムの吸着選択率が2.0以上であるインジウム吸着材。
- インジウムが導入されたカルボキシル基を有する親水性ポリマーに、水溶性モノマー及び架橋剤並びに重合開始剤の水溶液を吸収させ、前記水溶性モノマーを重合して得られる重合物を酸処理することにより得られる請求項1記載のインジウム吸着材。
- 前記親水性ポリマーへのインジウムの導入率が、20%以上である請求項2記載のインジウム吸着材。
- 前記重合物における水溶性モノマーの含有率が、40重量%以下である請求項2又は3記載のインジウム吸着材。
- 前記水溶性モノマーと前記架橋剤のモル比が100:1〜1:1である請求項2〜4のいずれか一項に記載のインジウム吸着材。
- インジウムが導入されたカルボキシル基を有する親水性ポリマーに、水溶性モノマー及び架橋剤並びに重合開始剤の水溶液を吸収させ、前記水溶性モノマーを重合する工程と、
得られた重合物を酸処理する工程と、を含むインジウム吸着材の製造方法。 - さらに、前記親水性ポリマーに、インジウム水溶液を吸収させる工程を含む請求項6記載の製造方法。
- 前記インジウム水溶液の濃度を3mM以上とする請求項7記載の製造方法。
- 前記親水性ポリマーの重量に対して、前記水溶性モノマー及び前記架橋剤並びに前記重合開始剤の水溶液を、1倍容量以上吸収させる請求項7又は8記載の製造方法。
- 前記水溶性モノマーと前記架橋剤のモル比を100:1〜1:1とする請求項7〜9のいずれか一項に記載のインジウム吸着材。
- 請求項1記載のインジウム吸着材に、インジウムを含む水溶液を接触させて、インジウムを吸着する方法。
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