复合体及其制造方法

本公开涉及一种新型的复合体、其制造方法、包含所述复合体的砷吸附剂、它们的制造方法、使用所述砷吸附剂的净水的制造方法、以及具备所述砷吸附剂的净水装置。

背景技术：

1、已知砷广泛分布于环境中，但其有害性高，即使是微量，通过长期摄取也会引起各种疾病，造成健康损伤。

2、并且，在以东南亚为代表的世界各地发生的井水的无机砷污染成为大的环境问题。因此，需要一种去除水中所含的砷的方法。

3、例如，专利文献1中记载了将氢氧化亚铁与苯乙烯-丙烯酸共聚物粘合剂混合并颗粒化而得到的吸附剂对于从强酸性水中吸附并去除砷(iii)是有用的。

4、专利文献1：日本特开2008-207110号公报

技术实现思路

1、砷(v)吸附于铁的表面，但就所述吸附剂而言，由于担载于粘合剂的氢氧化亚铁溶解于水中，因此难以确保砷(v)的吸附面大。此外，氢氧化亚铁与苯乙烯-丙烯酸共聚物粘合剂的羧基键合并担载于苯乙烯-丙烯酸共聚物粘合剂的羧基，因此难以增加每单位重量的铁担载量，无法高效地吸附砷(v)。

2、因此，本公开的目的在于，提供一种具有高效地吸附并回收溶解于水中的砷(v)的效果的新型的复合体。

3、本公开的另一目的在于，提供一种所述复合体的制造方法。

4、本公开的另一目的在于，提供一种能高效地吸附/回收溶解于水中的砷(v)的新型的砷吸附剂。

5、本公开的另一目的在于，提供一种使用所述砷吸附剂的净水的制造方法。

6、本公开的另一目的在于，提供一种具备所述砷吸附剂的净水装置。

7、本发明人等为了解决所述问题进行了深入研究，结果发现了以下事项。

8、1.微细纤维状纤维素的比表面积极大，若在微细纤维状纤维素的表面担载含铁(iii)的粒子，则能抑制含铁(iii)的粒子的凝聚，能确保对砷的吸附有效的含铁(iii)的粒子的表面积大。

9、2.就微细纤维状纤维素而言，每个结构单元中具有三个供铁键合的羟基，因此能增加每单位重量的铁担载量。

10、3.若使担载于微细纤维状纤维素的含铁(iii)的粒子针状结晶化，则能显著扩大对砷的吸附有效的表面积，砷的吸附效率飞跃性地提高。

11、4.微细纤维状纤维素的亲水性优异，若浸渍于水中，则水容易渗透到微细纤维状纤维素中，因此溶解于水中的砷被担载于微细纤维状纤维素的含铁(iii)的粒子高效地吸附。

12、本公开是基于这些见解而完成的。

13、即，本公开提供了一种复合体，该复合体包含微细纤维状纤维素和担载于所述微细纤维状纤维素的含铁(iii)的粒子，所述含铁(iii)的粒子的至少一部分是长径比为2以上的粒子。

14、本公开还提供所述复合体，其中，每1g所述微细纤维状纤维素的所述含铁(iii)的粒子的担载量(铁元素换算值)为1～100mmol。

15、本公开还提供所述复合体，其中，所述微细纤维状纤维素是微纤化纤维素。

16、本公开还提供所述复合体，其中，所述含铁(iii)的粒子含有选自氧化铁、氢氧化铁以及羟基氧化铁中的至少一种铁化合物。

17、本公开还提供所述复合体，其中，所述含铁(iii)的粒子含有：选自氧化铁、氢氧化铁以及羟基氧化铁中的至少一种铁化合物；以及选自锆和钛中的至少一种金属的氧化物、氢氧化物或羟基氧化物，所述铁化合物(铁元素换算值)与所述金属的氧化物、氢氧化物或羟基氧化物(金属元素换算值；在含有两种以上的情况下为其总量)的摩尔比[铁/(锆和/或钛)]为1～100。

18、本公开还提供一种所述复合体，其中，所述含铁(iii)的粒子的体积当量球的粒子直径小于1μm。

19、本公开还提供一种复合体的制造方法，其中，在水中在媒晶剂的存在下，将微细纤维状纤维素和铁化合物混合，使铁化合物吸附于微细纤维状纤维素，然后实施加热处理来制造所述复合体。

20、本公开还提供所述复合体的制造方法，其中，在使铁化合物吸附于微细纤维状纤维素的工序中，一并吸附铁化合物和选自锆化合物和钛化合物中的至少一种金属化合物。

21、本公开还提供一种砷吸附剂，该砷吸附剂包含所述复合体。

22、本公开还提供一种净水的制造方法，其中，用所述砷吸附剂处理砷污染水而得到净水。

23、本公开还提供一种净水装置，该净水装置具备所述砷吸附剂。

24、本公开的复合体具有如下构成：在比表面积极大且亲水性优异的微细纤维状纤维素上分散担载有砷(v)的吸附表面积大的针状的含铁(iii)的粒子。因此，若将所述复合体浸渍于水中，则能高效地吸附并回收溶解于水中的砷(v)。

25、此外，就所述复合体而言，即使共存有磷(p)等具有与砷类似的化学性质的元素，也能选择性地吸附/回收砷。

26、而且，所述复合体即使燃烧也不会产生废气的问题，通过在吸附砷(v)后使其燃烧而减容，能大幅减少填埋等处理所需的费用。

27、因此，所述复合体能优选用作用于从被砷(特别是砷(v))污染的水中吸附并回收砷的砷吸附剂。

技术特征：

1.一种复合体，所述复合体包含微细纤维状纤维素和担载于所述微细纤维状纤维素的含铁(iii)的粒子，

2.根据权利要求1所述的复合体，其中，

3.根据权利要求1或2所述的复合体，其中，

4.根据权利要求1或2所述的复合体，其中，

5.根据权利要求1或2所述的复合体，其中，

6.根据权利要求1或2所述的复合体，其中，

7.一种复合体的制造方法，其中，在水中在媒晶剂的存在下，将微细纤维状纤维素和铁化合物混合，使铁化合物吸附于微细纤维状纤维素，然后实施加热处理，制造如权利要求1或2所述的复合体。

8.根据权利要求5所述的复合体的制造方法，其中，

9.一种砷吸附剂，所述砷吸附剂包含如权利要求1或2所述的复合体。

10.一种净水的制造方法，其中，用如权利要求9所述的砷吸附剂处理砷污染水而得到净水。

11.一种净水装置，所述净水装置具备如权利要求9所述的砷吸附剂。

技术总结
本公开提供一种能高效地吸附/回收溶解于水中的砷(V)的新型的复合体和新型的砷吸附剂。本发明的复合体包含担载于该微细纤维状纤维素的含铁(III)的粒子，该含铁(III)的粒子的至少一部分是长径比为2以上的粒子。该含铁(III)的粒子优选含有选自氧化铁、氢氧化铁以及羟基氧化铁中的至少一种铁化合物。本公开的砷吸附剂含有该复合体。

技术研发人员：长谷川浩,阪井优斗,汤之下航季,中洼圭佑,真盐麻彩实,K·H·王,新井隆,远藤克,三桥阳子
受保护的技术使用者：国立大学法人金沢大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5