JP6871535B2 - 脱臭材の製造方法 - Google Patents
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Description
(1)予め減圧雰囲気下で細孔内が脱気された前記含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物に対して前記脂肪族アミノカルボン酸溶液を含浸させ、及び/又は、前記含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物に対する前記脂肪族アミノカルボン酸溶液の含浸を加圧雰囲気下に行う方法、
(2)前記含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物を浸漬した前記脂肪族アミノカルボン酸溶液を煮沸する方法、
(3)超臨界流体を溶媒として含浸する方法、
のいずれかの処理を行うことが記載されている。
本発明に用いられる含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物は、含水珪酸マグネシウムを主成分として含有し、結晶水を配位した金属イオンを表面に有する多孔性担体である。ここで、「多孔性担体」とは、多数の細孔を有する担体を意味し、「表面」とは、多孔性担体の外表面及び/又は細孔内表面を意味する。また、「結晶水を配位した」という概念には、金属イオンに元々配位していた結晶水が既に他の任意の置換性原子団により置換されており、前記置換性原子団が前記脂肪族アミノカルボン酸により置換され得る状態にある場合も包含される。
本発明に用いられる亜鉛化合物は、得られる脱臭材の適性pH域(pH約11以下)において、亜鉛イオン(Zn2+)を生成し、アンモニアを捕捉できるものであれば特に制限はないが、例えば、酸化亜鉛、炭酸亜鉛、塩基性炭酸亜鉛、硫化亜鉛、塩基性塩化亜鉛、塩基性硫酸亜鉛が好ましい。これらの亜鉛化合物は1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。また、これらの亜鉛化合物の中でも、少量の添加量で脱臭材からのアンモニアの放散がより抑制されるという観点から、酸化亜鉛、炭酸亜鉛、塩基性炭酸亜鉛がより好ましく、酸化亜鉛が特に好ましい。
本発明に用いられる脂肪族アミノカルボン酸は、ジアミノ化合物以外の脂肪族アミノカルボン酸である。この脂肪族アミノカルボン酸が前記含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物に担持されると、配位結合基である脂肪族アミノカルボン酸のカルボキシル基(−COOH)及び/又はカルボキシレート(−COO−)が含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物の金属イオンに配位結合し、脱臭官能基である脂肪族アミノカルボン酸のアミノ基がフリーの状態となる。このとき、脱臭官能基であるアミノ基(特に、第1級アミノ基)においては電子の局在化状態が強まり、臭気成分に対する反応性が強化され、高い脱臭性能が得られる。
本発明に用いられるアルカリとしては、前記脂肪族アミノカルボン酸の水溶液のpHを(pK2+0.2)〜(pK2+1.7)の範囲内に調整できるものであれば特に制限はないが、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化カリウムが挙げられる。これらのアルカリは、1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
次に、本発明の脱臭材の製造方法について説明する。本発明の脱臭材の製造方法においては、先ず、前記脂肪族アミノカルボン酸の水溶液を調製する。前記脂肪族アミノカルボン酸の濃度としては、10〜200g/Lが好ましく、50〜150g/Lがより好ましい。前記脂肪族アミノカルボン酸の濃度が前記下限未満になると、前記含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物への前記脂肪族アミノカルボン酸の担持量が少なくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、前記置換反応に至る前に前記脂肪族アミノカルボン酸が大きな結晶として析出する傾向にある。
(1)予め減圧(好ましくは、20Torr以下)雰囲気下で細孔内が脱気された前記含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物と前記亜鉛化合物との混合物に対して前記脂肪族アミノカルボン酸の水溶液を含浸させる方法(負圧法)。これにより、前記脂肪族アミノカルボン酸の水溶液は細孔内へ良好に浸入し、細孔内表面の金属イオンにおいても前記脂肪族アミノカルボン酸が十分に置換、担持される。
(2)前記含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物と前記亜鉛化合物との混合物に対する前記脂肪族アミノカルボン酸の水溶液の含浸を加圧(好ましくは、10気圧以上)雰囲気下に行う方法(正圧法)。これにより、前記脂肪族アミノカルボン酸の水溶液は細孔内へ良好に浸入し、細孔内表面の金属イオンにおいても前記脂肪族アミノカルボン酸が十分に置換、担持される。
(3)前記含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物と前記亜鉛化合物との混合物を浸漬した前記脂肪族アミノカルボン酸の水溶液を煮沸する方法。
容量1Lのポリ容器にイオン交換水100mlを入れ、これに含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物であるセピオライト(近江鉱業株式会社製「P150」、平均直径:0.1μm、平均アスペクト比:20)0.8g及び酸化亜鉛(ZnO)0.016gを投入し、十分に撹拌した。次いで、直径11cmのろ紙(アズワン株式会社製「Code No.2−873−03」、最大孔径20〜25μm、質量83g/m2)を用いて吸引ろ過を行い、セピオライトと酸化亜鉛との混合物をろ別した。その後、ろ紙上の残渣(セピオライトと酸化亜鉛との混合物)をそのままの状態で室温で風乾させた。
酸化亜鉛(ZnO)の量を0.04gに変更した以外は実施例1と同様にして脱臭材を得た。
酸化亜鉛(ZnO)の量を0.08gに変更した以外は実施例1と同様にして脱臭材を得た。
酸化亜鉛(ZnO)の代わりに炭酸亜鉛(ZnCO3)0.0616gを用いた以外は実施例1と同様にして脱臭材を得た。
炭酸亜鉛(ZnCO3)の量を0.123gに変更した以外は実施例4と同様にして脱臭材を得た。
亜鉛化合物を用いなかった以外は実施例1と同様にして脱臭材を得た。
実施例及び比較例で得られた脱臭材をそれぞれろ紙とともに、容量1Lのガス非透過性の袋に入れ、空気1Lを導入した後、密封した。各袋を60℃に設定した恒温槽内で6時間静置した後、室温で6日間静置した。その後、袋内のアンモニア濃度を北川式ガス検知管を用いて測定した。その結果を表1に示す。
Claims (5)
- 含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物と亜鉛化合物とを含有する混合物に対して、アルカリを添加することによりpHが(pK2+0.2)〜(pK2+1.7)の範囲内となるように調整されている脂肪族アミノカルボン酸(ジアミノ化合物を除く)の水溶液を接触させ、前記脂肪族アミノカルボン酸を前記含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物の外表面及び細孔内表面の金属イオンに配位した結晶水との置換によって前記外表面及び細孔内表面の金属イオンに結合させて、大きな結晶又は塊でない分子状態でかつ均一に高分散担持させるとともに、得られる脱臭材において、その使用時に亜鉛イオン(Zn2+)が生成するように前記亜鉛化合物を存在させることを特徴とする脱臭材の製造方法。
- 前記亜鉛化合物が酸化亜鉛、炭酸亜鉛及び塩基性炭酸亜鉛からなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の脱臭材の製造方法。
- 前記アルカリが炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、及び水酸化カリウムからなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1又は2に記載の脱臭材の製造方法。
- 前記含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物がセピオライトであることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の脱臭材の製造方法。
- 前記脂肪族アミノカルボン酸がグリシンであることを特徴とする請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の脱臭材の製造方法。
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