JP6422156B2 - Adsorption removal filter and adsorption removal method - Google Patents
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Description
本発明は、吸着除去フィルター及び吸着除去方法に関する。 The present invention relates to an adsorption removal filter and an adsorption removal method.
芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素は、有機物の不完全燃焼によって容易く作られる。芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素は一般に嫌水性であるが、少量であれば水に溶ける。芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が河川水や飲料水に溶解した場合、人間が摂取し、体内に取り込むおそれが生じる。体内に取り込まれると、遺伝的疾患を引き起こすおそれが生じる。芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素は人体にとって有害な物質である。 Aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons are easily produced by incomplete combustion of organic matter. Aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons are generally hydrophilic, but are soluble in water in small amounts. When aromatic hydrocarbons or polycyclic aromatic hydrocarbons are dissolved in river water or drinking water, humans may ingest them and take them into the body. When taken into the body, it can cause genetic disorders. Aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons are harmful to the human body.
現在の河川水や飲料水の濾過プラントは、沈殿濾過法なので、陽イオン性の有機物で沈殿する物もあるが、芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素の多くは通り抜け、芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を完全に取り除くことはできていない。一部の地域では、オゾン処理や紫外線処理のシステムで有機物を分解しているが、このようなシステムを今まである浄水場に付加するのは高価になるという課題がある。低価で導入でき、水中の芳香族炭化水素を容易に吸着除去する方法及び装置が求められている。 Current river water and drinking water filtration plants are precipitation filtration methods, and some of them are precipitated with cationic organic matter. Hydrogen and polycyclic aromatic hydrocarbons cannot be completely removed. In some areas, organic matter is decomposed by ozone treatment or ultraviolet treatment systems, but adding such a system to a conventional water treatment plant is expensive. There is a need for a method and apparatus that can be introduced at a low price and can easily adsorb and remove aromatic hydrocarbons in water.
非特許文献1は、“Adsorption of some aromatic compounds by a synthetic mesoporous silicate”に関する。FSM−16を用いたベンゼンやトルエン、フェノール、安息香酸の吸着実験が開示されている。 Non-Patent Document 1 relates to “Adsorption of some aromatic compounds by a synthetic mesoporous silicate”. An adsorption experiment of benzene, toluene, phenol and benzoic acid using FSM-16 is disclosed.
非特許文献2は、“Removal of some aromatic hydrocarbons from water by pyrophyllite”に関する。パイロフィライトの芳香族炭化水素の吸着除去剤としての利用を研究した論文である。 Non-Patent Document 2 relates to “Removal of some aromatic hydrocarbons from water by pyrophyllite”. This paper studies the use of pyrophyllite as an adsorbent and removal agent for aromatic hydrocarbons.
本発明は、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を容易に吸着除去可能な吸着除去フィルター及び吸着除去方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide an adsorption removal filter and an adsorption removal method that can easily adsorb and remove aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons in water.
本発明者は、上記事情を鑑みて、まず、フラーレンがπ表面からなる活性面を有するため、前記活性面で様々な有機物を吸着可能であると考察し、吸着除去剤の可能性を検討した。しかし、ベンゼンの吸着除去は可能であるが、アニリンや安息香酸のような電荷を有する有機物の吸着除去はできなかった。
本発明者は、更に試行錯誤を続け、フラーレンは球状なので、π活性面が小さく、電荷を有する置換基を安定に保持することができないのではないかと考え、フラーレンより合成され、一般に、直径が数nmで長さ数百μmの柱状の物質であるフラーレンナノウィスカーを用いれば、π活性面が長く、かつ、広いので、電荷を有する置換基を安定に保持でき、電荷を有する置換基を有する芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素でも吸着可能であるのではないかと考察するに至った。
そこで、フラーレンナノウィスカーを吸着除去剤として疎水性の有害有機物の吸着除去の実験を行い、フラーレンナノウィスカーがベンゼン、アニリン及び安息香酸を非常に良く吸着し、有害有機物を容易に除去できることを見出して、本発明を完成した。
本発明は、以下の構成を有する。
In view of the above circumstances, the present inventor first considered that fullerenes have an active surface composed of a π surface, and therefore considered that various organic substances can be adsorbed on the active surface, and examined the possibility of an adsorption removing agent. . However, benzene can be adsorbed and removed, but organic substances having electric charges such as aniline and benzoic acid cannot be adsorbed and removed.
The present inventor continued further trial and error, and because fullerene is spherical, the π active surface is small, and it may not be possible to stably hold a charged substituent. If fullerene nanowhiskers, which are columnar substances of several nanometers and several hundreds of micrometers in length, are used, the π-active surface is long and wide, so that a substituent having a charge can be stably held, and a substituent having a charge is included. We came to consider that even aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons could be adsorbed.
Therefore, we conducted experiments on adsorption and removal of hydrophobic harmful organic substances using fullerene nanowhiskers as an adsorbent removal agent, and found that fullerene nanowhiskers adsorb benzene, aniline and benzoic acid very well and can easily remove harmful organic substances. The present invention has been completed.
The present invention has the following configuration.
(1) 支持フィルターと、前記支持フィルターの一面に形成された吸着除去膜と、を有し、前記吸着除去膜がフラーレンナノウィスカーからなり、膜厚が100nm以上であることを特徴とする吸着除去フィルター。
(2) 前記フラーレンナノウィスカーが、長さ4.23μm以上10.39μm以下であり、径0.363μm以上0.669μm以下であることを特徴とする(1)に記載の吸着除去フィルター。
(1) and supporting lifting filter, anda suction removal layer formed on one surface of the support filter, adsorption the adsorption removal film is a fullerene nanowhiskers, wherein the film thickness is 100nm or more Removal filter.
(2) the fullerene nanowhiskers, not more than the length 4.23μm or more 10.39Myuemu, adsorption removal filter according to equal to or less than the diameter 0.363Myu m or more 0.669μm (1).
(3) 芳香族炭化水素および多環式芳香族炭化水素を吸着する、(1)または(2)のいずれかに記載の吸着除去フィルター。
(4) 芳香族炭化水素および多環式芳香族炭化水素を吸着除去する方法であって、吸着除去目的物たる芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が溶解された水溶液を、(1)〜(3)のいずれかに記載の吸着除去フィルターに通過させる工程を有することを特徴とする吸着除去方法。
(3) The adsorption removal filter according to any one of (1) and (2), which adsorbs aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons.
(4) A method for adsorbing and removing aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons, wherein an aqueous solution in which aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons, which are adsorption removal objects, are dissolved (1 ) - (3) adsorption removal method characterized by comprising the step of passing the adsorption removal filter according to any one of.
(5) 芳香族炭化水素および多環式芳香族炭化水素を吸着除去する方法であって、吸着除去目的物たる芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が溶解された水溶液にフラーレンナノウィスカー粉末を分散させる工程と、室温±10℃の温度範囲内で、2時間以上攪拌する工程とを有することを特徴とする吸着除去方法。
(6) 前記攪拌工程の後に、撹拌した水溶液を、遠心分離及びフィルター分離処理して、前記水溶液からフラーレンナノウィスカー粉末を分離する工程と、を有することを特徴とする(5)に記載の吸着除去方法。
(5) aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons to a method of adsorbing and removing, off the aqueous solution serving as adsorption removal desired product aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons is dissolved Raren'nano a step of dispersing the whisker powder, in a temperature range from room temperature ± 10 ° C., the adsorption removal method characterized by a step of stirring for more than 2 hours.
(6) After the stirring step, the step of separating the fullerene nanowhisker powder from the aqueous solution by subjecting the stirred aqueous solution to centrifugal separation and filter separation treatment, and adsorbing according to (5) Removal method.
本発明の吸着除去フィルターは、支持フィルターと、前記支持フィルターの一面に形成された吸着除去膜と、を有し、前記吸着除去膜がフラーレンナノウィスカーからなり、膜厚が100nm以上である構成なので、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を容易に吸着除去できる。また、本発明の吸着除去フィルターは、濾過プラントにおいて容易に取り付けることができ、有用である。
Adsorption removal filter of the present invention, a supporting lifting filter, anda suction removal layer formed on one surface of the support filter, the result suction removal membrane is a fullerene nanowhiskers is thickness of 100nm or more configuration Therefore, it is possible to easily adsorb and remove aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons in water. Moreover, the adsorption removal filter of this invention can be easily attached in a filtration plant, and is useful.
本発明の吸着除去方法は、先に記載の吸着除去フィルターを用いて、吸着除去目的物たる芳香族炭化水素が溶解された水溶液を通過させる工程と、を有する構成なので、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を容易に吸着除去できる。 The adsorption / removal method of the present invention has a step of passing an aqueous solution in which an aromatic hydrocarbon as an adsorption / removal target is dissolved using the adsorption / removal filter described above, so that the aromatic hydrocarbon in water And polycyclic aromatic hydrocarbons can be easily adsorbed and removed.
本発明の吸着除去方法は、吸着除去目的物たる芳香族炭化水素が溶解された水溶液に、フラーレンナノウィスカー粉末を分散させる工程と、室温±10℃の温度範囲内で、2時間以上攪拌する工程と、を有する構成なので、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を容易に吸着除去できる。
Adsorption removal method of the present invention, the aqueous solution serving as adsorption removal desired product aromatic hydrocarbons are dissolved, a step of dispersing a full color lens nanowhisker powder, in a temperature range from room temperature ± 10 ° C., stirred for 2 hours or more Therefore, it is possible to easily adsorb and remove aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons in water.
(本発明の実施形態)
(吸着除去フィルター)
まず、本発明の実施形態である吸着除去フィルターについて説明する。
図1は、本発明の実施形態である吸着除去フィルターの一例を示す模式図であって、平面図(a)及び(a)のA−A’線における断面図(b)である。
図1(a)に示すように、本発明の実施形態である吸着除去フィルター1は、平面視略円形状とされている。しかし、これに限られるものではない。
(Embodiment of the present invention)
(Adsorption removal filter)
First, an adsorption removal filter according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an adsorption removal filter according to an embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view (b) taken along the line AA ′ in plan views (a) and (a).
As shown to Fig.1 (a), the adsorption removal filter 1 which is embodiment of this invention is made into the substantially circular shape in planar view. However, it is not limited to this.
図1(b)に示すように、吸着除去フィルター1は、支持フィルター21と、吸着除去膜11と、を有している。 支持フィルター21には、2以上の孔21cが設けられている。孔21cは、一面側からから他面側に連通している。支持フィルター21としては、市販の濾過フィルターを用いることができる。
As illustrated in FIG. 1B, the adsorption removal filter 1 includes a support filter 21 and an adsorption removal film 11. The support filter 21 is provided with two or more holes 21c. The hole 21c communicates from one surface side to the other surface side . The supporting lifting the filter 21 can be a commercially available filtration filter.
<吸着除去膜>
吸着除去膜11は、支持フィルター21の一面に形成されている。
吸着除去膜11の膜厚tは100nm以上とされている。100nm未満では、十分吸着除去できない。
<Adsorption removal film>
The adsorption removal film 11 is formed on one surface of the support filter 21.
The film thickness t of the adsorption removal film 11 is 100 nm or more. If it is less than 100 nm, it cannot be sufficiently removed by adsorption.
図2は、図1(b)のB部拡大図である。
吸着除去膜11は、フラーレンナノウィスカー31が凝集されてなる。
フラーレンナノウィスカー31の隙間31cを介して、一面側から他面側に水を通過させることができる。
FIG. 2 is an enlarged view of a portion B in FIG.
The adsorption removal film 11 is formed by aggregating fullerene nanowhiskers 31.
Water can be passed from one surface side to the other surface side through the gap 31 c of the fullerene nanowhisker 31.
<フラーレンナノウィスカー>
図3は、フラーレンナノウィスカーの一例を示す斜視図である。
また、図4は、フラーレンナノウィスカーの一例を示す側面図である。
フラーレンナノウィスカー31は、六方晶形状の繊維状の物質である。フラーレン32が凝集されて合成された柱状の物質である。最初は、チタン酸ジルコン酸鉛のコロイド内にフラーレンを入れて製造された。フラーレンナノウィスカーは、C60の分子結晶の二倍以上のヤング率を持ち、曲げて変形できる。
<Fullerene nano whisker>
FIG. 3 is a perspective view showing an example of fullerene nanowhiskers.
FIG. 4 is a side view showing an example of fullerene nanowhiskers.
The fullerene nanowhiskers 31 are hexagonal fibrous materials. It is a columnar substance in which fullerenes 32 are aggregated and synthesized. Initially, fullerene was produced in a colloid of lead zirconate titanate. Fullerene nanowhiskers have a Young's modulus more than twice that of C60 molecular crystals, and can be bent and deformed.
フラーレンナノウィスカー31は、長さlが4.23μm以上10.39μm以下が好ましい。また、径dは、0.363μm上0.669μm以下であることが好ましい。これらにより、効率よく、吸着除去できる。 The fullerene nanowhiskers 31 preferably have a length l of 4.23 μm or more and 10.39 μm or less. The diameter d is preferably 0.363 μm and 0.669 μm or less. By these, adsorption removal can be carried out efficiently.
<フラーレンナノウィスカーの合成方法>
フラーレンナノウィスカー31は液・液界面折出法で合成する。
まず、C60飽和トルエン溶液にイソプロピルアルコールを加える。
次に、21℃以下で所定時間、保存する。これにより、底に綿状成長物が形成される。この形成時に光を遮断すると綿状成長物(C60ナノウィスカー)が成長しないこと、C60ナノウィスカーの成長速度は光の波長に依存することに留意する。
<Synthesis method of fullerene nanowhisker>
The fullerene nanowhisker 31 is synthesized by a liquid / liquid interface folding method.
First, isopropyl alcohol is added to a C60 saturated toluene solution.
Next, it is stored at 21 ° C. or lower for a predetermined time. As a result, a cotton-like growth is formed at the bottom. It should be noted that if the light is blocked during the formation, the cotton-like growth (C60 nanowhiskers) does not grow, and the growth rate of the C60 nanowhiskers depends on the wavelength of the light.
<フラーレン>
フラーレン32は、炭素原子が閉じ、分子内には大きな隙間があるカゴ状の分子である。フラーレンにはサッカーボール状のC60(カーボン60)とラグビーボール状のC70(カーボン70)などがある。フラーレン分子は炭素の二重結合と一重結合とでできている。C60は、表面に活性面を有し、高体積弾性率、低摩擦係数、超伝導発現、高い電子受容性、水素化物の形成、光・電子線照射、高温・高圧作用によるポリマー化、様々な誘導体形成、抗菌作用(活性酸素発生)などの特性を示す。
<Fullerene>
The fullerene 32 is a cage molecule in which carbon atoms are closed and there are large gaps in the molecule. Fullerenes include soccer ball-like C60 (carbon 60) and rugby ball-like C70 (carbon 70). Fullerene molecules are composed of carbon double and single bonds. C60 has an active surface on the surface, high volume modulus, low friction coefficient, superconductivity, high electron acceptability, hydride formation, light / electron beam irradiation, polymerization by high temperature / high pressure action, various Derivative formation, antibacterial action (active oxygen generation) and other characteristics.
<芳香族炭化水素>
吸着除去したい芳香族炭化水素としては、例えば、ベンゼンのような、電荷のない芳香族炭化水素だけでなく、アニリンのような、ベンゼン環にアミノ基が1つ結合し、水中で+電荷を有する置換基を備える芳香族炭化水素や、安息香酸のような、ベンゼン環にカルボキシル基が1つ結合し、水中で−電荷を有する置換基を備える芳香族炭化水素を挙げることができる。
また、ベンゼン環が多数反応した高分子である多環式芳香族炭化水素であってもよい。
<Aromatic hydrocarbon>
As an aromatic hydrocarbon to be adsorbed and removed, for example, not only an aromatic hydrocarbon such as benzene but also an aniline such as aniline, an amino group is bonded to the benzene ring and has a positive charge in water. Examples thereof include aromatic hydrocarbons having a substituent and aromatic hydrocarbons having a substituent having a negative charge in water, such as benzoic acid, having one carboxyl group bonded to a benzene ring.
Further, it may be a polycyclic aromatic hydrocarbon which is a polymer in which a large number of benzene rings are reacted.
<吸着機構>
図5は、フラーレンナノウィスカーの吸着機構の一例を示す説明図である。
フラーレンナノウィスカーにベンゼンが近づくと、π活性面同士が連結し、吸着される。
水中で+電荷を帯びたアニリンや、−電荷を帯びた安息香酸が近づいた場合も、複数のフラーレンが連結し、π活性面を長く、かつ、広く形成するので、安定して吸着保持できる。
<Adsorption mechanism>
FIG. 5 is an explanatory view showing an example of an adsorption mechanism of fullerene nanowhiskers.
When benzene approaches the fullerene nanowhisker, the π-active surfaces are connected and adsorbed.
Even when + charged aniline or -charged benzoic acid approaches in water, a plurality of fullerenes are connected to form a long and wide π-active surface, and can be stably adsorbed and retained.
図6は、フラーレンの吸着機構の一例を示す説明図である。
フラーレンにベンゼンが近づくと、π活性面同士が連結し、吸着される。
一方、水中で+電荷を帯びたアニリンや、−電荷を帯びた安息香酸が近づいた場合は、電荷を帯びた置換基が結合を不安定化し、安定して吸着保持できない。
FIG. 6 is an explanatory view showing an example of a fullerene adsorption mechanism.
When benzene approaches fullerene, the π-active surfaces are connected and adsorbed.
On the other hand, when an aniline having a positive charge or a benzoic acid having a negative charge approaches in water, the charged substituent destabilizes the bond and cannot be stably adsorbed and retained.
<芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素の吸着除去方法1>
本発明の実施形態である芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素の吸着除去方法は、吸着除去フィルター1を用いて、吸着除去目的物たる芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が溶解された水溶液を通過させる工程と、を有する。吸着除去フィルター1内のフラーレンナノウィスカー31の隙間を水が通過するときに、フラーレンナノウィスカー31の表面に芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が吸着する。これにより、フィルターを通過させた水に溶解された芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素の量を少なくすることができる。
<Method 1 for adsorption and removal of aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons>
The method for adsorbing and removing aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons, which is an embodiment of the present invention, uses an adsorption removal filter 1 to adsorb and remove aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons as objects of adsorption. Passing an aqueous solution in which is dissolved. When water passes through the gap between the fullerene nanowhiskers 31 in the adsorption removal filter 1, aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons are adsorbed on the surface of the fullerene nanowhiskers 31. Thereby, the quantity of the aromatic hydrocarbon and polycyclic aromatic hydrocarbon which were dissolved in the water which passed the filter can be decreased.
<芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素の吸着除去方法2>
本発明の実施形態である芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素の吸着除去方法は、吸着除去目的物たる芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が溶解された水溶液に、フラーレンナノウィスカー粉末を分散させる工程と、室温±10℃の温度範囲内で、2時間以上攪拌する工程と、を有する。攪拌時、フラーレンナノウィスカー31の表面に芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が吸着する。これにより、フィルターを通過させた水に溶解された芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素の量を少なくすることができる。
<Adsorption and removal method 2 of aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons>
Adsorptive removal of aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons, which is an embodiment of the invention, the aqueous solution serving as adsorption removal desired product aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons is dissolved off A step of dispersing the Laren nanowhisker powder, and a step of stirring for 2 hours or more within a temperature range of room temperature ± 10 ° C. At the time of stirring, aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons are adsorbed on the surface of the fullerene nanowhiskers 31. Thereby, the quantity of the aromatic hydrocarbon and polycyclic aromatic hydrocarbon which were dissolved in the water which passed the filter can be decreased.
前記攪拌工程の後に、撹拌した水溶液を、遠心分離及びフィルター分離処理して、前記水溶液からフラーレンナノウィスカー粉末を分離する工程と、を有することが好ましい。これにより、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素をより容易に、かつ、より多く除去できる。 Preferably, after the stirring step, the stirred aqueous solution is subjected to centrifugal separation and filter separation to separate fullerene nanowhisker powder from the aqueous solution. Thereby, more aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons in water can be removed more easily.
本発明の実施形態である吸着除去フィルター1は、支持フィルター21と、支持フィルター21の一面に形成された吸着除去膜11と、を有し、吸着除去膜11がフラーレンナノウィスカー31からなり、膜厚tが100nm以上である構成なので、水中の芳香族炭化水素を容易に吸着除去できる。
Adsorption removal filter 1 which is an embodiment of the invention, the supporting lifting the filter 21, an adsorption-removing membrane 11 formed on one surface of the supporting filter 21 has a suction removal film 11 is made of fullerene nanowhiskers 31, Since the film thickness t is 100 nm or more, aromatic hydrocarbons in water can be easily adsorbed and removed.
本発明の実施形態である吸着除去フィルター1は、フラーレンナノウィスカー31が、長さ4.23μm以上10.39μm以下であり、径0.363μm以上0.669μm以下である構成なので、水中の芳香族炭化水素を容易に吸着除去できる。
Embodiment adsorption removal filter 1 is of the present invention, the fullerene nanowhisker 31, not more than the length 4.23μm or more 10.39Myuemu, since configuration is less than the diameter 0.363Myu m above 0.669Myuemu, water aroma Group hydrocarbons can be easily adsorbed and removed.
本発明の実施形態である吸着除去方法は、吸着除去フィルター1を用いて、吸着除去目的物たる芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が溶解された水溶液を通過させる工程と、を有する構成なので、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を容易に吸着除去できる。 The adsorption / removal method according to the embodiment of the present invention includes a step of passing an aqueous solution in which an aromatic hydrocarbon or a polycyclic aromatic hydrocarbon, which is an adsorption / removal target, is dissolved, using the adsorption / removal filter 1. Since it is configured, it is possible to easily adsorb and remove aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons in water.
本発明の実施形態である吸着除去方法は、吸着除去目的物たる芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が溶解された水溶液に、フラーレンナノウィスカー粉末を分散させる工程と、室温±10℃の温度範囲内で、2時間以上攪拌する工程と、を有する構成なので、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を容易に吸着除去できる。 Implementation adsorption removing method in the form of the invention, the aqueous solution serving as adsorption removal desired product aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons have been dissolved, a step of dispersing a full color lens nanowhiskers powder, at room temperature ± 10 In the temperature range of ° C., the structure has a step of stirring for 2 hours or more, so that it is possible to easily adsorb and remove aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons in water.
本発明の実施形態である吸着除去方法は、前記攪拌工程の後に、撹拌した水溶液を、遠心分離及びフィルター分離処理して、前記水溶液からフラーレンナノウィスカー粉末を分離する工程と、を有する構成なので、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を容易に吸着除去できる。 The adsorption removal method according to an embodiment of the present invention has a step of, after the stirring step, a step of separating the fullerene nanowhisker powder from the aqueous solution by subjecting the stirred aqueous solution to centrifugation and filter separation treatment, It can easily adsorb and remove aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons in water.
本発明の実施形態である吸着除去フィルター及び吸着除去方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で、種々変更して実施することができる。本実施形態の具体例を以下の実施例で示す。しかし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 The adsorption removal filter and the adsorption removal method according to the embodiment of the present invention are not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications within the scope of the technical idea of the present invention. Specific examples of this embodiment are shown in the following examples. However, the present invention is not limited to these examples.
(実施例1−1)
<水溶液(ベンゼン水溶液)の調整>
まず、ベンゼン(benzene:Bz)100mlと脱イオン水(超純水)100mlを三角フラスコに注ぎ、密封した。
次に、12時間攪拌した。
次に、一晩静置した。
ベンゼンと分離して得られた、ベンゼンを溶解した水溶液を第1の水溶液とした。
(Example 1-1)
<Preparation of aqueous solution (benzene aqueous solution)>
First, 100 ml of benzene (Bz) and 100 ml of deionized water (ultra pure water) were poured into an Erlenmeyer flask and sealed.
Next, it stirred for 12 hours.
Next, it was left overnight.
An aqueous solution obtained by separating benzene and dissolving benzene was used as a first aqueous solution.
次に、超純水を用いて、前記第1の水溶液を希釈して、第2の水溶液(初期溶液)を調製した。平衡濃度を1mmol・dm−3とした。 Next, the first aqueous solution was diluted with ultrapure water to prepare a second aqueous solution (initial solution). The equilibrium concentration was 1 mmol · dm −3 .
<水溶液における被吸着物質の吸着前の濃度測定>
第2の水溶液(初期溶液)における被吸着物質の吸着前の濃度を、全有機炭素計(total organic carbon analyzer)で測定した。全有機炭素計は、水溶液中の有機物の濃度を測定する装置である。
<Measurement of concentration of adsorbed substance in aqueous solution before adsorption>
The density | concentration before adsorption | suction of the to-be-adsorbed substance in 2nd aqueous solution (initial solution) was measured with the total organic carbon analyzer (total organic carbon analyzer). The total organic carbon meter is a device that measures the concentration of organic substances in an aqueous solution.
<吸着実験>
まず、非特許文献3に記載の方法で、フラーレンナノウィスカー(C60 fullerene nanowhisker:FNW)を合成した。
次に、顕微鏡観察を行い、フラーレンナノウィスカーの直径や長さを調べた。
次に、ほぼ同じ長さと直径のフラーレンナノウィスカーを採取した。
次に、第2の被水溶液(初期溶液)6cm3を試料ビン(密封容器:ストッパー付きガラスボトル)内に注入し、FNWを20mg添加した。
次に、所定時間(2時間又は3時間)、攪拌した。
次に、0.2μmフィルター(ディスポーザブル・フィルター)で濾過した。
<Adsorption experiment>
First, fullerene nanowhiskers (FNW) were synthesized by the method described in Non-Patent Document 3.
Next, microscopic observation was performed to examine the diameter and length of fullerene nanowhiskers.
Next, fullerene nanowhiskers having almost the same length and diameter were collected.
Next, 6 cm 3 of the second aqueous solution (initial solution) was poured into a sample bottle (sealed container: glass bottle with stopper), and 20 mg of FNW was added.
Next, the mixture was stirred for a predetermined time (2 hours or 3 hours).
Next, it filtered with the 0.2 micrometer filter (disposable filter).
<水溶液における被吸着物質の吸着後の濃度測定>
第2の水溶液(初期溶液)における被吸着物質の吸着後の濃度を、全有機炭素計で測定した。
式(1)に従い、ベンゼンの吸着量Aを算出した。ここで、Vは容積であり、C0は吸着前の溶液の濃度であり、Cは吸着後の溶液の濃度であり、Wは吸着剤の重さである。
平衡濃度は、吸着処理が平衡に達したときの溶液の濃度であり、吸着等温線は、一定の温度下で平衡濃度の変化による吸着量を示したグラフである。
<Measurement of concentration of adsorbed substance in aqueous solution after adsorption>
The density | concentration after adsorption | suction of the to-be-adsorbed substance in 2nd aqueous solution (initial solution) was measured with the total organic carbon meter.
The adsorption amount A of benzene was calculated according to the formula (1). Here, V is the volume, C0 is the concentration of the solution before adsorption, C is the concentration of the solution after adsorption, and W is the weight of the adsorbent.
The equilibrium concentration is the concentration of the solution when the adsorption treatment reaches equilibrium, and the adsorption isotherm is a graph showing the amount of adsorption due to the change in the equilibrium concentration at a constant temperature.
図7は、水溶液の調整から吸着量の算出までの工程を示す説明図である。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing steps from adjustment of the aqueous solution to calculation of the adsorption amount.
(実施例1−2〜実施例1−16)
平衡濃度を1mmol・dm−3〜9mmol・dm−3とした他は実施例1−1と同様にして、それぞれベンゼンの吸着実験を行った。
(Example 1-2 to Example 1-16)
Except that the equilibrium concentration of 1mmol · dm -3 ~9mmol · dm -3 in the same manner as in Example 1-1, each received adsorption experiment benzene.
(比較例1−1)
FNWの代わりに、市販のフラーレン(C60:Fl)を用い、平衡濃度を1mmol・dm−3とした他は実施例1−1と同様にして、ベンゼンの吸着実験を行った。
(Comparative Example 1-1)
A benzene adsorption experiment was conducted in the same manner as in Example 1-1 except that a commercially available fullerene (C60: Fl) was used instead of FNW, and the equilibrium concentration was 1 mmol · dm −3 .
(比較例1−2〜比較例1−14)
平衡濃度を1.1mmol・dm−3〜9.1mmol・dm−3とした他は比較例1−1と同様にして、ベンゼンの吸着実験を行った。
(Comparative Example 1-2 to Comparative Example 1-14)
A benzene adsorption experiment was conducted in the same manner as Comparative Example 1-1 except that the equilibrium concentration was 1.1 mmol · dm −3 to 9.1 mmol · dm −3 .
図8は、実施例1−1〜実施例1−16及び比較例1−1〜比較例1−14に基づいて、得られた吸着量と平衡濃度の関係を示すグラフ(吸着等温線:Adsorption isotherms)である。
図8の黒丸が、(式1)により求めた吸着量に基づく、フラーレンナノウィスカーによるベンゼンの吸着除去についての吸着等温線である。フラーレンナノウィスカーは非常に多くのベンゼンを吸着した。
また、図8の白四角は、フラーレンを用いたベンゼンの吸着除去の吸着等温線である。フラーレンナノウィスカーとほぼ同じ程度の吸着量を示した。
つまり、F1とFNWでBz吸着特性に違いは見られなかった。これは、フラーレンとフラーレンナノウィスカーの比表面積がほぼ同じ値であるためと考えられる。
FIG. 8 is a graph (adsorption isotherm: Adsorption) showing the relationship between the amount of adsorption and the equilibrium concentration obtained based on Example 1-1 to Example 1-16 and Comparative Example 1-1 to Comparative Example 1-14. isotherms).
The black circles in FIG. 8 are adsorption isotherms for adsorption removal of benzene by fullerene nanowhiskers based on the adsorption amount obtained by (Equation 1). Fullerene nanowhiskers adsorbed a great deal of benzene.
Also, the white squares in FIG. 8 are adsorption isotherms for the adsorption removal of benzene using fullerene. The adsorption amount was almost the same as that of fullerene nanowhiskers.
That is, there was no difference in Bz adsorption characteristics between F1 and FNW. This is presumably because fullerenes and fullerene nanowhiskers have substantially the same specific surface area.
<水溶液(アニリン水溶液)の調整>
まず、超純水を用いて、10mmol・dm−3のアニリン(aniline:An)溶液を調製した。
<Preparation of aqueous solution (aniline aqueous solution)>
First, a 10 mmol · dm −3 aniline (Aniline) solution was prepared using ultrapure water.
アニリンはベンゼン環にアミノ基がついたもので、芳香族炭化水素としては、親水的である。酸性側ではアニリンは正電荷を持つが、pHが7の中性付近では僅かに正電荷を帯びるだけであり、電荷を持たない。 Aniline has a benzene ring with an amino group and is hydrophilic as an aromatic hydrocarbon. On the acidic side, aniline has a positive charge, but at a neutral pH of 7, it is only slightly charged and has no charge.
次に、前記第1の水溶液を希釈したものに、アニリン溶液を加入して第3の水溶液(初期溶液)を調製した。平衡濃度を1mmol・dm−3とした。 Next, an aniline solution was added to the diluted first aqueous solution to prepare a third aqueous solution (initial solution). The equilibrium concentration was 1 mmol · dm −3 .
<吸着実験>
まず、非特許文献3に記載の方法で、FNWを合成した。
次に、第3の水溶液(初期溶液)を試料ビン(密封容器)内に注入し、FNWを20mg添加した。
次に、所定時間、攪拌した。
次に、0.2μmフィルターで濾過した。
<Adsorption experiment>
First, FNW was synthesized by the method described in Non-Patent Document 3.
Next, the third aqueous solution (initial solution) was poured into a sample bottle (sealed container), and 20 mg of FNW was added.
Next, the mixture was stirred for a predetermined time.
Next, it filtered with the 0.2 micrometer filter.
濾過の前後の水溶液について全有機炭素計で濃度を測定した。
これにより、アニリンの吸着量を算出した。
The concentration of the aqueous solution before and after filtration was measured with a total organic carbon meter.
Thereby, the adsorption amount of aniline was calculated.
(実施例2−2〜実施例2−11)
平衡濃度を1.5mmol・dm−3〜11mmol・dm−3とした他は実施例2−1と同様にして、それぞれアニリンの吸着実験を行った。
(Example 2-2 to Example 2-11)
Except that the equilibrium concentration of 1.5mmol · dm -3 ~11mmol · dm -3 in the same manner as in Example 2-1, each received adsorption experiment aniline.
(比較例2−1)
FNWの代わりに、市販のフラーレン(C60:Fl)を用い、平衡濃度を1mmol・dm−3とした他は実施例1−1と同様にして、アニリンの吸着実験を行った。
(Comparative Example 2-1)
An aniline adsorption experiment was conducted in the same manner as in Example 1-1 except that a commercially available fullerene (C60: Fl) was used instead of FNW and the equilibrium concentration was 1 mmol · dm −3 .
(比較例2−2〜比較例2−11)
平衡濃度を2.3mmol・dm−3〜12mmol・dm−3とした他は比較例2−1と同様にして、アニリンの吸着実験を行った。
(Comparative Example 2-2 to Comparative Example 2-11)
An aniline adsorption experiment was performed in the same manner as in Comparative Example 2-1, except that the equilibrium concentration was 2.3 mmol · dm −3 to 12 mmol · dm −3 .
図9は、実施例2−1〜実施例2−11及び比較例2−1〜比較例2−11に基づいて、得られた吸着量と平衡濃度の関係を示すグラフ(吸着等温線:Adsorption isotherms)である。
F1とFNWでAn吸着特性に違いは見られた。
FNWは、Anをよく吸着したが、F1はほとんど吸着しなかった。
FIG. 9 is a graph (adsorption isotherm: Adsorption) showing the relationship between the amount of adsorption and the equilibrium concentration obtained based on Example 2-1 to Example 2-11 and Comparative Example 2-1 to Comparative Example 2-11. isotherms).
There was a difference in An adsorption characteristics between F1 and FNW.
FNW adsorbed An well, but F1 hardly adsorbed.
(実施例3−1)
<被水溶液(安息香酸水溶液)の調整>
まず、超純水を用いて、10mmol・dm−3の安息香酸溶液を調製した。
(Example 3-1)
<Preparation of aqueous solution (benzoic acid aqueous solution)>
First, a 10 mmol · dm −3 benzoic acid solution was prepared using ultrapure water.
安息香酸はベンゼン環にカルボキシル基を持つもので、芳香族炭化水素としては親水的である。安息香酸は酸性側では負電荷を持ち、アルカリ側では電気的に中性である。アニリンと電気的には逆の性質を持つ芳香族炭化水素である。 Benzoic acid has a carboxyl group on the benzene ring and is hydrophilic as an aromatic hydrocarbon. Benzoic acid has a negative charge on the acidic side and is electrically neutral on the alkaline side. It is an aromatic hydrocarbon that is electrically opposite to aniline.
次に、前記第1の水溶液を希釈したものに、安息香酸溶液を加入して第4の被水溶液(初期溶液)を調製した。平衡濃度を1mmol・dm−3とした。 Next, a benzoic acid solution was added to the diluted first aqueous solution to prepare a fourth aqueous solution (initial solution). The equilibrium concentration was 1 mmol · dm −3 .
<吸着実験>
まず、非特許文献3に記載の方法で、FNWを合成した。
次に、第4の水溶液(初期溶液)を試料ビン(密封容器)内に注入し、FNWを20mg添加した。
次に、所定時間、攪拌した。
次に、0.2μmフィルターで濾過した。
<Adsorption experiment>
First, FNW was synthesized by the method described in Non-Patent Document 3.
Next, the fourth aqueous solution (initial solution) was poured into a sample bottle (sealed container), and 20 mg of FNW was added.
Next, the mixture was stirred for a predetermined time.
Next, it filtered with the 0.2 micrometer filter.
濾過の前後の水溶液について全有機炭素計で濃度を測定した。
これにより、安息香酸の吸着量を算出した。
The concentration of the aqueous solution before and after filtration was measured with a total organic carbon meter.
Thereby, the adsorption amount of benzoic acid was calculated.
(実施例3−2〜実施例3−9)
平衡濃度を2mmol・dm−3〜9mmol・dm−3とした他は実施例3−1と同様にして、それぞれ安息香酸の吸着実験を行った。
(Example 3-2 to Example 3-9)
Except that the equilibrium concentration of 2mmol · dm -3 ~9mmol · dm -3 in the same manner as in Example 3-1, each received adsorption experiment benzoic acid.
(比較例3−1)
FNWの代わりに、市販のフラーレン(C60:Fl)を用い、平衡濃度を1mmol・dm−3とした他は実施例3−1と同様にして、安息香酸の吸着実験を行った。
(Comparative Example 3-1)
A benzoic acid adsorption experiment was conducted in the same manner as in Example 3-1, except that a commercially available fullerene (C60: Fl) was used instead of FNW and the equilibrium concentration was 1 mmol · dm −3 .
(比較例3−2〜比較例3−11)
平衡濃度を2mmol・dm−3〜9.5mmol・dm−3とした他は比較例3−1と同様にして、安息香酸の吸着実験を行った。
(Comparative Example 3-2 to Comparative Example 3-11)
Except that the equilibrium concentration of 2mmol · dm -3 ~9.5mmol · dm -3 in the same manner as in Comparative Example 3-1, was adsorption experiment benzoic acid.
図10は、実施例3−1〜実施例3−9及び比較例3−1〜比較例3−11に基づいて、得られた吸着量と平衡濃度の関係を示すグラフ(吸着等温線:Adsorption isotherms)である。
F1とFNWで安息香酸の吸着特性に違いは見られた。
FNWは、安息香酸をよく吸着したが、F1はほとんど吸着しなかった。
FIG. 10 is a graph (adsorption isotherm: Adsorption) showing the relationship between the obtained adsorption amount and the equilibrium concentration based on Example 3-1 to Example 3-9 and Comparative Example 3-1 to Comparative Example 3-11. isotherms).
Differences were observed in the adsorption characteristics of benzoic acid between F1 and FNW.
FNW adsorbed benzoic acid well, but F1 hardly adsorbed.
(比較例4−1)
FNWの代わりに、メソポア材(FSM−16)を用い、平衡濃度を0.1mmol・dm−3とした他は実施例1−1の同様にして、安息香酸の吸着実験を行った。
FSM−16は、珪酸塩多孔体に一種でカネマイトという粘土鉱物(層状ケイ酸塩)と界面活性剤から合成される材料であり、直径数nmのメソ孔がある。カネマイトに界面活性剤をインターカレーションしたのちに、550℃で焼成して、直径4nmのメソポア孔を形成して合成したものである。
(Comparative Example 4-1)
A benzoic acid adsorption experiment was conducted in the same manner as in Example 1-1 except that mesopore material (FSM-16) was used instead of FNW and the equilibrium concentration was 0.1 mmol · dm −3 .
FSM-16 is a material synthesized from a clay mineral (layered silicate) called kanemite and a surfactant in a silicate porous body, and has mesopores with a diameter of several nm. After intercalating a surfactant with kanemite, it was baked at 550 ° C. to form a mesopore with a diameter of 4 nm and synthesized.
(比較例4−2〜比較例4−14)
平衡濃度を0.2mmol・dm−3〜1.5mmol・dm−3とした他は比較例4−1と同様にして、それぞれ安息香酸の吸着実験を行った。
(Comparative Example 4-2 to Comparative Example 4-14)
Except that the equilibrium concentration of 0.2mmol · dm -3 ~1.5mmol · dm -3 in the same manner as in Comparative Example 4-1, each received adsorption experiment benzoic acid.
(比較例5−1)
FNWの代わりに、メソポア材(FSM−16)を用い、平衡濃度を0.1mmol・dm−3とした他は実施例3−1と同様にして、ベンゼンの吸着実験を行った。
(Comparative Example 5-1)
A benzene adsorption experiment was conducted in the same manner as in Example 3-1, except that mesopore material (FSM-16) was used instead of FNW and the equilibrium concentration was 0.1 mmol · dm −3 .
(比較例5−2〜比較例5−34)
平衡濃度を0.2mmol・dm−3〜1.5mmol・dm−3とした他は比較例5−1と同様にして、それぞれ安息香酸の吸着実験を行った。
(Comparative Example 5-2 to Comparative Example 5-34)
Except that the equilibrium concentration of 0.2mmol · dm -3 ~1.5mmol · dm -3 in the same manner as in Comparative Example 5-1, each received adsorption experiment benzoic acid.
図11は、比較例4−1〜比較例5−34に基づいて、得られた吸着量と平衡濃度の関係を示すグラフ(吸着等温線:Adsorption isotherms)である。
図11の白丸は、比表面積の大きいFSM−16を用いたベンゼンの吸着例である。F1とFNWに対して、メソポワ剤FSM−16のBz吸着特性は非常に低かった。
メソポワ剤FSM−16の安息香酸の吸着特性も非常に低かった。
FIG. 11 is a graph (Adsorption isotherms) showing the relationship between the amount of adsorption and the equilibrium concentration obtained based on Comparative Example 4-1 to Comparative Example 5-34.
The white circles in FIG. 11 are examples of benzene adsorption using FSM-16 having a large specific surface area. For F1 and FNW, the Bz adsorption characteristics of the mesopore agent FSM-16 were very low.
The adsorption characteristics of benzoic acid of Mesopowa agent FSM-16 were also very low.
(比較例6−1)
FNWの代わりに、市販のパイロフィライトを用い、平衡濃度を3mmol・dm−3とした他は実施例12−1と同様にして、アニリンの吸着実験を行った。
パイロフィライトは、粘土鉱物の一種である。
(Comparative Example 6-1)
An aniline adsorption experiment was conducted in the same manner as in Example 12-1, except that a commercially available pyrophyllite was used instead of FNW and the equilibrium concentration was 3 mmol · dm −3 .
Pyrophyllite is a kind of clay mineral.
(比較例6−2〜比較例6−12)
平衡濃度を3.3mmol・dm−3〜14.5mmol・dm−3とした他は比較例6−1と同様にして、それぞれアニリンの吸着実験を行った。
(Comparative Example 6-2 to Comparative Example 6-12)
Except that the equilibrium concentration of 3.3mmol · dm -3 ~14.5mmol · dm -3 in the same manner as in Comparative Example 6-1, each received adsorption experiment aniline.
(比較例7−1)
FNWの代わりに、市販のモンモリロナイトを用い、平衡濃度を1mmol・dm−3とした他は実施例2−1と同様にして、アニリンの吸着実験を行った。
モンモリロナイトは、粘土鉱物の一種である。
(Comparative Example 7-1)
An aniline adsorption experiment was conducted in the same manner as in Example 2-1, except that a commercially available montmorillonite was used instead of FNW, and the equilibrium concentration was 1 mmol · dm −3 .
Montmorillonite is a kind of clay mineral.
(比較例7−2〜比較例7−26)
平衡濃度を1.5mmol・dm−3〜17mmol・dm−3とした他は比較例7−1と同様にして、それぞれアニリンの吸着実験を行った。
(Comparative Example 7-2 to Comparative Example 7-26)
Except that the equilibrium concentration of 1.5mmol · dm -3 ~17mmol · dm -3 in the same manner as in Comparative Example 7-1, each received adsorption experiment aniline.
(比較例8−1)
FNWの代わりに、市販のパイロフィライトを用い、平衡濃度を1.3mmol・dm−3とした他は実施例3−1と同様にして、安息香酸の吸着実験を行った。
(Comparative Example 8-1)
A benzoic acid adsorption experiment was conducted in the same manner as in Example 3-1, except that a commercially available pyrophyllite was used instead of FNW and the equilibrium concentration was 1.3 mmol · dm −3 .
(比較例8−2〜比較例8−13)
平衡濃度を1.5mmol・dm−3〜11mmol・dm−3とした他は比較例8−1と同様にして、それぞれ安息香酸の吸着実験を行った。
(Comparative Example 8-2 to Comparative Example 8-13)
Except that the equilibrium concentration of 1.5mmol · dm -3 ~11mmol · dm -3 in the same manner as in Comparative Example 8-1, each received adsorption experiment benzoic acid.
図12は、比較例6−1〜比較例8−13に基づいて、得られた吸着量と平衡濃度の関係を示すグラフ(吸着等温線:Adsorption isotherms)である。
FNWに対して、パイオフィライトのAn吸着特性は非常に低く、F1よりも低かった。
FNWに対して、モンモリライトのAn吸着特性はF1と同程度に低かった。
パイロフィライトの安息香酸の吸着特性も非常に低かった。
FIG. 12 is a graph (Adsorption isotherms) showing the relationship between the amount of adsorption and the equilibrium concentration obtained based on Comparative Example 6-1 to Comparative Example 8-13.
With respect to FNW, the anion adsorption property of pyophyllite was very low and lower than that of F1.
Compared with FNW, the An adsorption property of montmorillonite was as low as F1.
The adsorption properties of pyrophyllite with benzoic acid were also very low.
図8〜12の評価結果は次のとおりである。
フラーレンナノウィスカーに関して:
ベンゼン:傾き、0.0588 R2=0.69867
アニリン:傾き、0.0217 R2=0.37868
安息香酸:傾き、0.0184 R2=0.82183
フラーレンン関して:
ベンゼン:傾き、0.0578 R2=0.89459
アニリン:傾き、0.0047 R2=0.23429
安息香酸:傾き、0.0064 R2=0.42942
FSM−16に関して:
ベンゼン:傾き、0.0159 R2=論文に記載なし
安息香酸:傾き、0.00918 R2=論文に記載なし
モンモリロナイトに関して:
アニリン:傾き、0.0069 R2=0.70238
パイロフィライトに関して:
アニリン:傾き、0.0020 R2=0.532307
安息香酸:傾き、0.0019 R2=0.36524
The evaluation results of FIGS. 8 to 12 are as follows.
About fullerene nanowhiskers:
Benzene: slope, 0.0588 R 2 = 0.69867
Aniline: Tilt, 0.0217 R 2 = 0.37868
Benzoic acid: slope, 0.0184 R 2 = 0.82183
About Fulleren:
Benzene: slope, 0.0578 R 2 = 0.89459
Aniline: Tilt, 0.0047 R 2 = 0.23429
Benzoic acid: slope, 0.0064 R 2 = 0.42942
Regarding FSM-16:
Benzene: slope, 0.0159 R 2 = not stated in the paper
Benzoic acid: slope, 0.00918 R 2 = not described in paper
About Montmorillonite:
Aniline: Tilt, 0.0069 R 2 = 0.70238
Regarding pyrophyllite:
Aniline: Tilt, 0.0020 R 2 = 0.532307
Benzoic acid: slope, 0.0019 R 2 = 0.36524
(実施例4)
(吸着除去フィルターの作製)
図13は、吸着除去フィルターの作製工程を示す説明図である。
まず、膜厚0.1mm、孔径0.65μmの支持フィルターを用意した。
次に、吸引ろ過装置にセットした注入容器に支持フィルターをセットした。
次に、注入容器にフラーレンナノウィスカー(0.0222g)を均一に分散した水溶液を注入した。
Example 4
(Production of adsorption removal filter)
FIG. 13 is an explanatory view showing a production process of the adsorption removal filter.
First, a support filter having a film thickness of 0.1 mm and a hole diameter of 0.65 μm was prepared.
Next, the support filter was set in the injection container set in the suction filtration device.
Next, an aqueous solution in which fullerene nanowhiskers (0.0222 g) were uniformly dispersed was injected into an injection container.
次に、吸引ろ過装置を起動し、脱気して、前記水溶液をろ過した。これにより、支持フィルター上にフラーレンナノウィスカーの膜を形成した。 Next, the suction filtration apparatus was started, deaerated, and the aqueous solution was filtered. Thus, a fullerene nanowhisker film was formed on the support filter.
次に、フラーレンナノウィスカー膜の上に支持フィルターを載せた。
次に、超純水を注入してから、吸引ろ過装置を起動し、脱気して、前記超純水をろ過した。これにより、フラーレンナノウィスカー膜を均一の厚さ約0.02mmにした。
次に、フラーレンナノウィスカー膜を十分乾燥した。
以上により、吸着除去フィルターを作製した。
Next, a support filter was placed on the fullerene nanowhisker membrane.
Next, after injecting ultrapure water, the suction filtration device was started, degassed, and the ultrapure water was filtered. As a result, the fullerene nanowhisker film had a uniform thickness of about 0.02 mm.
Next, the fullerene nanowhisker film was sufficiently dried.
The adsorption removal filter was produced by the above.
図14は、作製した吸着除去フィルターのフラーレンナノウィスカー膜表面の一部のSEM像である。 FIG. 14 is an SEM image of a part of the fullerene nanowhisker film surface of the produced adsorption removal filter.
(吸着除去フィルターの吸着試験:濾過性能評価)
図15は、吸着除去フィルターの吸着試験を示す説明図である。
ベンゼン水溶液を吸引ろ過した。
ろ過後の水溶液濃度と、ろ過前の水溶液の濃度を比較した。
9.854mmol・dm−3のベンゼン水溶液をこのフィルターに通した水溶液の濃度は4.934mmol・dm−3であった。これにより、ベンゼンの吸着量は2.216mmol/gであった。
(Adsorption test of adsorption removal filter: Filtration performance evaluation)
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an adsorption test of the adsorption removal filter.
The aqueous benzene solution was filtered with suction.
The aqueous solution concentration after filtration was compared with the concentration of the aqueous solution before filtration.
The concentration of the aqueous solution obtained by passing a 9.854 mmol · dm −3 aqueous solution of benzene through this filter was 4.934 mmol · dm −3 . Thereby, the adsorption amount of benzene was 2.216 mmol / g.
本発明の吸着除去フィルター及び吸着除去方法は、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素を容易に吸着除去可能な吸着除去フィルター及び吸着除去方法を提供することができ、吸着除去フィルター産業、水中の芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素の除去産業等において利用可能性がある。 The adsorption removal filter and the adsorption removal method of the present invention can provide an adsorption removal filter and an adsorption removal method that can easily adsorb and remove aromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons in water. It can be used in industry, removal of aromatic hydrocarbons in water and polycyclic aromatic hydrocarbons, and the like.
1…吸着除去フィルター、11…フラーレンナノウィスカー膜、21…支持フィルター、21c…孔、31…フラーレンナノウィスカー、31c…隙間、32…フラーレン。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Adsorption removal filter, 11 ... Fullerene nano whisker membrane, 21 ... Support filter, 21c ... Hole, 31 ... Fullerene nano whisker, 31c ... Gap, 32 ... Fullerene.
Claims (4)
前記吸着除去膜がフラーレンナノウィスカーからなり、膜厚が100nm以上であり、
前記フラーレンナノウィスカーが、長さ4.23μm以上10.39μm以下であり、径0.363μm以上0.669μm以下であることを特徴とする吸着除去フィルター。 A support filter, and an adsorption removal film formed on one surface of the support filter,
The adsorption removal film is made of fullerene nanowhiskers, and the film thickness is 100 nm or more .
The fullerene nanowhiskers, not more than the length 4.23μm or more 10.39Myuemu, adsorption-removing filter, wherein the this is less than the diameter 0.363μm or more 0.669Myuemu.
吸着除去目的物たる芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が溶解された水溶液を、請求項1に記載の吸着除去フィルターに通過させる工程を有することを特徴とする吸着除去方法。 Aromatic hydrocarbons or polycyclic aromatic hydrocarbons to a method of adsorbing and removing,
An adsorption removal method comprising a step of passing an aqueous solution in which an aromatic hydrocarbon or a polycyclic aromatic hydrocarbon as an adsorption removal object is dissolved through the adsorption removal filter according to claim 1 .
吸着除去目的物たる芳香族炭化水素や多環式芳香族炭化水素が溶解された水溶液にフラーレンナノウィスカー粉末を分散させる工程と、
室温±10℃の温度範囲内で、2時間以上攪拌する工程と
を有することを特徴とする吸着除去方法。 Aromatic hydrocarbons or polycyclic aromatic hydrocarbons to a method of adsorbing and removing,
A step of dispersing fullerene nanowhisker powder in an aqueous solution in which an aromatic hydrocarbon or polycyclic aromatic hydrocarbon as an adsorption removal target is dissolved;
And a step of stirring for 2 hours or more within a temperature range of room temperature ± 10 ° C.
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