ホウ素吸着材、及びホウ素吸着材の製造方法
【課題】ホウ素吸着容量が高い、新規な吸着材を提供する。
【解決手段】多孔質構造の担体と、前記担体の表面を修飾してなる構造式を有する有機化合物の少なくとも一つとを具えるようにしてホウ素吸着材を構成する
（Ｒには１級または２級のアミノ基を含み、Ｒ1-Ｒ４は水素又は脂肪鎖であって、不飽和炭素結合、エーテル結合、エステル結合、水酸基及びカルボン酸等の官能基を含む）。
【解決手段】多孔質構造の担体と、前記担体の表面を修飾してなる構造式を有する有機化合物の少なくとも一つとを具えるようにしてホウ素吸着材を構成する
（Ｒには１級または２級のアミノ基を含み、Ｒ1-Ｒ４は水素又は脂肪鎖であって、不飽和炭素結合、エーテル結合、エステル結合、水酸基及びカルボン酸等の官能基を含む）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホウ素吸着材及びホウ素吸着材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホウ素含有による水の汚染が環境問題として広がっている。例えば、ホウ素が数ppmオーダーで水中に含まれると、植物の発育を妨げ、深刻な問題となる。
【０００３】
ホウ素除去技術としては、逆浸透（ＲＯ；Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ）法（特許文献１）、イオン交換法（特許文献２）、凝集沈殿法（特許文献３）などが知られているが、逆浸透法では一回の処理でホウ素を処理することができず、イオン交換法では処理容量が7-9mg-B/gと低く、処理コストが高い。また、凝集沈殿法は多量の薬剤が必要となり廃棄物も増えるため、多量の水中に含まれるホウ素を処理する方法としては向いていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６９５４４号
【特許文献２】特開２００１−１７９２５３号
【特許文献３】特開２００７−１３６３２５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みて、ホウ素吸着容量が高い、新規な吸着材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、多孔質構造の担体と、前記担体の表面を修飾してなる（１）〜（４）の構造式を有する有機化合物の少なくとも一つと、を具えることを特徴とする、ホウ素吸着材
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
（それぞれ分子中の少なくとも一つのＲには第１級または第２級のアミノ基を含み、Ｒ1-Ｒ10は水素又は脂肪鎖であって、不飽和炭素結合、エーテル結合、エステル結合、水酸基及びカルボン酸等の官能基を含むことができる。）に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ホウ素吸着容量が高い、新規な吸着材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態におけるホウ素吸着に使用する装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の詳細、並びにその他の特徴及び利点について、実施形態に基づいて説明する。
【００１０】
（ホウ素吸着材）
本実施形態におけるホウ素吸着材は、多孔質構造の担体の表面を以下に示す有機化合物で修飾してなる。
【００１１】
前記担体としては、シリカゲル、アルミナ、ガラス、カオリン、マイカ、タルク、クレイ、水和アルミナ、ウォラストナイト、鉄粉、チタン酸カリウム、酸化チタン、酸化亜鉛、炭化珪素、窒化珪素、炭酸カルシウム、炭素、硫酸バリウム、ボロン、フェライトなどを用いることができる。
【００１２】
この中で、フェライトなどの磁性を担体用いると、磁気を用いた応用が可能である。例えば、攪拌装置を別途設けることなく、ホウ素吸着材自体を磁気攪拌することでホウ素吸着材を被処理媒体と積極的に接触させることができる。これにより吸着処理時間短縮を図ることができる。また、ホウ素吸着材を回収する際、磁気を使って容易に回収でき、システム簡素化、メンテナンス性向上等を図ることができる。
【００１３】
一方、ホウ素吸着材の処理量はその表面積によって吸着量が異なる。システムの小型化が必要な場合などには単位体積当たりまたは単位重量当たりの吸着量が大きい方が好ましく、細孔構造を持つ担体を使用することが推奨される。従って、シリカゲルのような多孔質構造の担体を用いるのが好ましい。
【００１４】
また、上述のような無機物を予め準備して担体とする他、以下の製造方法に起因して、目的とするホウ素吸着材を作製する過程で用いるシランカップリング剤が重合し、ゲル化した物質を担体とすることもできる。
【００１５】
なお、本実施形態において、吸着すべきホウ素は、一般に水中に含まれているため、Ｂ（ＯＨ）３又はＢ（ＯＨ）４−のヒドロキシル化したホウ素である。
【００１６】
上記担体の表面は、（１）〜（４）の構造式を有する有機化合物の少なくとも一つで修飾する。なお、前記担体表面の前記有機化合物による修飾の程度は、例えば以下に説明する製造方法（担体に対するシランカップリング剤の量）に依存するが、一例として０．５ｍｍｏｌ/ｇ〜５ｍｍｏｌ/ｇの範囲とすることができる。
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
（それぞれ分子中の少なくとも一つのＲには第１級または第２級のアミノ基を含み、Ｒ1-Ｒ10は水素又は脂肪鎖であって、不飽和炭素結合、エーテル結合、エステル結合、水酸基及びカルボン酸等の官能基を含むことができる。）。
【００１７】
上述したような構造式を有する有機化合物は、いずれも官能基として隣接するようにカルボキシル基及びヒドロキシル基を有している。吸着すべきホウ素化合物はＢ（ＯＨ）３またはＢ（ＯＨ）４−の形で存在する。ホウ素とカルボキシル基や水酸基との反応機構は定かではないが、ホウ素のヒドロキシル基がそれぞれの官能基に近づいたときに結合が生じ、吸着が実行されるものと推定される。
【００１８】
なお、カルボキシル基及びヒドロキシル基が互いに隣接していない場合、カルボキシル基又はヒドロキシル基のいずれか一方とのみと結合するようになる。したがって、前記ホウ素との結合が不十分となり、前記ホウ素を十分に吸着することができない。
【００１９】
また、上記有機化合物は、いずれもアミノ基を有している。したがって、上記担体及び上記有機化合物を含む吸着材を、実際にホウ素を含む溶液中に投入した際に、前記溶液中のｐＨを上昇させることができ、上述したホウ素の吸着反応を促進させることができる。
【００２０】
なお、（１）の構造式を有する有機化合物としては、4-アミノ-3-ヒドロキシ酪酸、セリン、スレオニン等を例示することができる。
【００２１】
また、（２）の構造式を有する有機化合物としては、4-アミノ-2-ヒドロキシ酪酸、イソセリン、2-アミノ-3-ヒドロキシジブタン酸等を例示することができる。
【００２２】
さらに、（３）の構造式を有する有機化合物としては、3-アミノサリチル酸、4-アミノサリチル酸、5-アミノサリチル酸等を例示することができる。
【００２３】
また、（４）の構造式を有する有機化合物としては、3-アミノ-3-ヒドロキシアクリル酸、2-アミノ-3-ヒドロキシアクリル酸等を例示することができる。
【００２４】
なお、上述した担体と有機化合物とは、以下に説明する製造方法に起因して、Ｓｉ−Ｏ結合による架橋によって結合させ、修飾させることができる。
【００２５】
（ホウ素吸着材の製造方法）
次に、本実施形態におけるホウ素吸着材の製造方法について説明する。
【００２６】
最初に上述したフェライトやシリカゲルのような担体を準備し、この担体に対して上述した（１）〜（４）の構造式を有する有機化合物を結合させ、修飾する。
【００２７】
前記担体に対する前記有機化合物の結合及び修飾は特に限定されるものではないが、好ましくはシランカップリング剤を用いる。前記担体は無機化合物であるので、シランカップリング剤を用いることによって、前記有機化合物と強固な結合を形成することができる。この場合、上述したように、前記担体と前記有機化合物とは、Ｓｉ−Ｏ結合を介して結合することになる。この結果、前記担体の表面は前記有機化合物によって修飾されるようになる。
【００２８】
なお、前記シランカップリング剤の中でも、特にアルコキシシランカップリング剤を用いることが好ましい。アルコキシシランカップリング剤は、入手が容易であるとともに反応性に富み、上述したようなＳｉ−Ｏ結合を簡易に形成することができる。
【００２９】
このようなアルコキシシランカップリング剤としては、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−(アミノエチル)−３―アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシラン、３−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、２―（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等を例示することができる。
【００３０】
上述したシランカップリング剤を用いた処理は以下のようにして行うことができる。
【００３１】
第1の方法としては、水又はエタノール、あるいはこれらの混合溶媒中にシランカップリング剤を添加するとともに、前記担体を浸漬させ、１５分から３時間、好ましくは３０分から１時間攪拌した後にろ過を行い、純水で洗浄することによって前記担体の表面にＳｉ−Ｏ結合を形成することができる。
【００３２】
なお、上述した水等の溶媒の代わりにドライトルエン、ドライテトラヒドロフラン等を用い、前記担体及び前記シランカップリング剤と溶媒を還流下で撹拌することによって、無水の条件下で前記担体の表面にＳｉ−Ｏ結合を形成することができる。
【００３３】
第２の方法としては、メトキシシラン等のアルコキシシラン化合物及び３−アミノプロピルアルコール等の官能基含有アルコール化合物を原料として、ＣＶＤ法によって前記単体の表面で例えば熱的に反応させて、前記担体の表面にＳｉ−Ｏ結合を形成することができる。
【００３４】
第３の方法としては、シランカップリング剤を所定の溶媒（例えばトルエン等）に溶解させ、加熱蒸発させることによって前記担体の表面に付着させ、Ｓｉ−Ｏ結合を形成することができる。
【００３５】
上述したホウ素吸着の原理から、ホウ素の吸着は、上記担体の表面を修飾する上記有機化合物の量に依存し、この有機化合物の量は、本態様においては、前記担体の表面に形成されたＳｉ−Ｏ結合の割合、すなわちシランカップリング剤による前記担体の表面被覆量に依存する。この表面被覆量は、前記担体に対する前記シランカップリング剤の処理量に依存する。
【００３６】
シランカップリング剤の添加量（ｇ）は、
添加量（ｇ）＝担体量（ｇ）×比表面積（ｍ２／ｇ）／シランカップリング剤の最少被覆面積（ｍ２／ｇ）
で表わすことができる。
【００３７】
シランカップリング剤はその種類によって１分子が被覆可能な面積が異なるので、処理に要するシランカップリング剤の最適添加量の導出に際しては、上式で示すように各シランカップリング剤の最小被覆面積を適用する。
【００３８】
具体的には、上記シランカップリング剤の、上記担体に対する量は、１重量％〜１０重量％であることが好ましい。１重量％より小さいと前記担体のシランカップリング剤の被覆量が少なくなり、上記有機化合物の結合量（修飾割合）が減少して、ホウ素の吸着を十分に行うことができない場合がある。また、１０重量％を超えると、シランカップリング剤同士の縮合によってゲル化してしまう場合がある。
【００３９】
次いで、上述のようにシランカップリング剤で表面処理した担体に対して、上記有機化合物を、例えばアルカリ溶液中で接触させることによって、前記担体の表面を前記有機化合物で修飾したホウ素吸着材を提供することができる。
【００４０】
（ホウ素の吸着操作）
次に、実施形態に係わるホウ素の吸着操作について説明する。
【００４１】
図1は、本実施形態におけるホウ素吸着に使用する装置の概略構成を示す図である。図1に示すように、本装置においては、上述したホウ素吸着材が充填された吸着手段Ｔ１及びＴ２が並列に配置されるとともに、吸着手段Ｔ１及びＴ２の外方には接触効率促進手段Ｘ１及びＸ２が設けられている。接触効率促進手段Ｘ１及びＸ２は、機械攪拌装置又は非接触の磁気攪拌装置とすることができるが、必須の構成要素ではなく省略してもよい。
【００４２】
また、吸着手段Ｔ１及びＴ２には、供給ラインＬ１、Ｌ２及びＬ４を介して、ホウ素を含む被処理媒体が貯留された被処理媒体貯留タンクＷ１が設けられており、排出ラインＬ３、Ｌ５及びＬ６を介して外部に接続されている。さらに、吸着手段Ｔ１及びＴ２には、供給ラインＬ１１及び、Ｌ１２及びＬ１４を介して、脱着媒体が貯留された脱着媒体貯留タンクＤ１が接続されており、排出ラインＬ１３、Ｌ１５及びＬ１６を介して、脱着媒体回収タンクＲ１が接続されている。
【００４３】
なお、供給ラインＬ１、Ｌ２、Ｌ４、Ｌ１２及びＬ１４には、それぞれバルブＶ１、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ１２及びＶ１４が設けられており、排出ラインＬ３、Ｌ５、Ｌ１３、Ｌ１５及びＬ１６には、それぞれバルブＶ３、Ｖ５、Ｖ１３、Ｖ１５及びＶ１６が設けられている。また、供給ラインＬ１及びＬ１１にはポンプＰ１及びＰ２が設けられている。さらに、被処理媒体貯留タンクＷ１、供給ラインＬ１及び排出ラインＬ６には、それぞれ濃度測定手段Ｍ１、Ｍ２及びＭ３が設けられ、脱着媒体貯留タンクＤ１、排出ラインＬ１６及び脱着媒体回収タンクＲ１には、それぞれ濃度測定装置Ｍ１、Ｍ１１及びＭ１３が設けられている。
【００４４】
また、上述したバルブ、ポンプの制御及び測定装置における測定値のモニタリングは、制御手段Ｃ１によって一括集中管理されている。
【００４５】
次に、図１に示す装置を用いたホウ素の吸着操作について説明する。
【００４６】
最初に、吸着手段Ｔ１及びＴ２に対して、被処理媒体をタンクＷ１からポンプＰ１により供給ラインＬ１、Ｌ２及びＬ４を通じて吸着手段Ｔ１及びＴ２に供給する。このとき、前記被処理媒体中のホウ素は吸着手段Ｔ１及びＴ２に吸着され、吸着後の前記被処理媒体は排出ラインＬ３、Ｌ６を通じて外部に排出される。
【００４７】
この際、必要に応じて接触効率促進手段Ｘ１及びＸ２を駆動させ、吸着手段Ｔ１及びＴ２内に充填されたホウ素吸着材と前記被処理媒体との接触面積を増大させ、吸着手段Ｔ１及びＴ２によるホウ素の吸着効率を向上させることができる。
【００４８】
ここで、吸着手段Ｔ１及びＴ２の、供給側に設けた濃度測定手段Ｍ２と排出側に設けた濃度測定手段Ｍ３により吸着手段Ｔ１及びＴ２の吸着状態を観測する。吸着が順調に行われている場合、濃度測定手段Ｍ３により測定されるホウ素の濃度は、濃度測定手段Ｍ２で測定されるホウ素の濃度よりも低い値を示す。しかしながら、吸着手段Ｔ１及びＴ２におけるホウ素の吸着が次第に進行するにつれ、供給側及び排出側に配置された濃度測定手段Ｍ２及びＭ３における前記ホウ素の濃度差が減少する。
【００４９】
したがって、濃度測定手段Ｍ３が予め設定した所定の値に達し、吸着手段Ｔ１及びＴ２によるホウ素の吸着能が飽和に達したと判断した場合は、濃度測定手段Ｍ２、Ｍ３からの情報に基づき、制御手段Ｃ１がポンプＰ１を一旦停止し、バルブＶ２、Ｖ３を閉め、吸着手段Ｔ１及びＴ２への前記被処理媒体の供給を停止する。
【００５０】
なお、図１には図示していないが、前記被処理媒体のｐＨが変動する場合、あるいはｐＨが強酸性あるいは強塩基性であって本発明に係る吸着材に適したｐＨ領域を外れている場合には、濃度測定手段Ｍ１または／およびＭ２により前記被処理媒体のｐＨを測定し、制御手段Ｃ１を通じて前記被処理媒体のｐＨを調整してもよい。
【００５１】
吸着手段Ｔ１及びＴ２が飽和に達した後は、脱着媒体貯留タンクＤ１からポンプＰ２により供給ラインＬ１１、Ｌ１２を通じて脱着媒体が吸着手段Ｔ１及びＴ２に供給される。吸着手段Ｔ２に吸着されているホウ素は、前記脱着媒体中に溶出（脱着）し、排出ラインＬ１３、Ｌ１５及びＬ１６を通じて吸着手段Ｔ１及びＴ２の外部に排出され、回収タンクＲ１に回収される。なお、回収タンクＲ１に回収することなく、外部に排出するようにすることもできる。また、析出したホウ素を濾別して回収してもよい。
【００５２】
吸着手段Ｔ１及びＴ２から前記脱着媒体によるホウ素の脱着が順調に行われている場合、前記脱着媒体の、排出側に設けた濃度測定装置Ｍ１２により測定されるホウ素の濃度は、供給側に設けた濃度測定装置Ｍ１１よりも高い値を示す。しかしながら、吸着手段Ｔ１及びＴ２におけるホウ素の脱着が次第に進行するにつれ、供給側及び排出側に配置された濃度測定手段Ｍ１１及びＭ１２における前記ホウ素の濃度差が減少する。
【００５３】
したがって、濃度測定手段Ｍ１２が予め設定した所定の値に達し、前記脱着媒体による吸着手段Ｔ１及びＴ２によるホウ素の脱着能が飽和に達したと判断した場合は、濃度測定手段Ｍ１１、Ｍ１２からの情報に基づき、制御手段Ｃ１がポンプＰ２を一旦停止し、バルブＶ１２、Ｖ１４を閉め、吸着手段Ｔ１及びＴ２に対する前記被処理媒体の供給を停止する。
【００５４】
以上のようにして、吸着手段Ｔ１及びＴ２からのホウ素の脱着が完了した後は、再び被処理媒体貯留タンクＷ１から前記被処理媒体を供給し、ホウ素を吸着して前記被処理媒体中のホウ素を低減させることができる。
【００５５】
なお、濃度測定装置Ｍ１３は、脱着媒体回収タンクＲ１中のホウ素の濃度を必要に応じて適宜測定するように構成されている。
【００５６】
また、上記例では、吸着手段Ｔ１及びＴ２に対して同時にホウ素を吸着させるとともに、ホウ素を脱着させるようにしているが、吸着手段Ｔ１及びＴ２でこれらの操作を交互に行うこともできる。例えば、吸着手段Ｔ１で最初にホウ素の吸着を行い、吸着能が飽和に達した後、吸着手段Ｔ１に対して上述のようなホウ素の脱着を行うとともに、同時に吸着手段Ｔ２でホウ素の吸着を行うようにすることもできる。
【００５７】
この場合、図１に示す装置においては、吸着手段Ｔ１又はＴ２のいずれかにおいて常にホウ素の吸着を行うことができるので、連続運転が可能となる。
【００５８】
上記脱着媒体としては、ｐＨ２〜５程度の希塩酸水溶液または希硫酸水溶液等の酸性溶媒を用いることができる。また、前記脱着溶媒の量は、吸着手段Ｔ１及びＴ２の容積の２倍以上１０倍以下であることが好ましい。２倍よりも小さいと、ホウ素の脱着を十分効率良く実施することができない場合があり、１０倍よりも大きいと薬剤コストが高くなって、非効率的である。
【実施例】
【００５９】
次に、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【００６０】
（実施例１）
４−アミノサリチル酸１ｇを１Ｍの水酸化ナトリウム水溶液１０ｍｌに溶解させ、エポキシシラン１．５４ｇ を添加した。１２時間攪拌後、０．１Ｍの塩酸水溶液８ｍｌを加えると、茶白色のゲル状物質が得られた。生成物をろ過後、純水洗浄し、８０℃で２４時間乾燥したところ、０．８６６ｇのガラス状物質（吸着材）を得た。
【００６１】
上記物質１００ｍｇを、２０ｐｐｍ−Ｂ、５０ｐｐｍ-Ｂ、１００ｐｐｍ-Ｂ、５００ｐｐｍ-Ｂの濃度に調整したＮａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ含有被処理水５０ｍｌにそれぞれ加え、ＮＩＳＳＩＮ製ロータリーミキサーで攪拌した（１６ｒｐｍ）。９０分後における前記被処理水のホウ素濃度をICP-MSにて測定したところ、吸着量は表１に示した結果となった。
【００６２】
（実施例２）
４−アミノ−３−ヒドロキシ酪酸１．１９ｇ を１Ｍの水酸化ナトリウム水溶液１０ｍｌに溶解させ、エポキシシラン２．３６ｇ を添加した。１２時間攪拌後、０．１Ｍの塩酸水溶液５ｍｌを加えると、白色のゲル状物質が得られた。生成物をろ過後、純水洗浄し、８０℃で２４時間乾燥したところ、１．２１ｇのガラス状物質（吸着材）を得た。次いで、実施例１と同様にして、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ含有被処理水のホウ素濃度における９０分後の吸着量を測定したところ、表１に示した結果となった。
【００６３】
（実施例３）
４−アミノ−３−ヒドロキシ酪酸１．１９ｇに代えて、４−アミノ−２−ヒドロキシ酪酸１．１９ｇ を用いた以外は、実施例２と同様の方法で１．１５ｇのガラス状物質を得た。次いで、実施例１と同様にして、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ含有被処理水のホウ素濃度における９０分後の吸着量を測定したところ、表１に示した結果となった。
【００６４】
（実施例４）
４―アミノサリチル酸１ｇを１Ｍの水酸化ナトリウム水溶液１０ｍｌに溶解させ、エポキシシラン１．５４ｇ を添加した。１２時間攪拌後、０．０１Ｍの塩酸水溶液をｐＨ７になるまで加えた。ここにシリカゲル（１００−２１０μｍ：ナカライテスク製60N球状）１ｇを加え、1時間攪拌後、ろ過、純水洗浄し、６０℃で１２時間乾燥し、１．２１ｇの吸着材を得た。次いで、実施例１と同様にして、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ含有被処理水のホウ素濃度における９０分後の吸着量を測定したところ、表１に示した結果となった。
【００６５】
（実施例５）
4―アミノ―３―ヒドロキシ酪酸１．１９ｇを１Ｍの水酸化ナトリウム水溶液１０ｍｌに溶解させ、エポキシシラン１．５４ｇ を添加した。１２時間攪拌後、０．０１Ｍの塩酸水溶液をｐＨ７になるまで加えた。ここにシリカゲル（１００−２１０μm：ナカライテスク製60N球状）１ｇを加えた。１時間攪拌後、ろ過、純水洗浄し、６０℃で１２時間乾燥し、１．１０ｇの吸着材を得た。次いで、実施例１と同様にして、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ含有被処理水のホウ素濃度における９０分後の吸着量を測定したところ、表１に示した結果となった。
【００６６】
（実施例６）
４−アミノ−３−ヒドロキシ酪酸１．１９ｇに代えて、４−アミノ−２−ヒドロキシ酪酸１．１９ｇ を用いた以外は、実施例５と同様の方法で１．１２ｇの吸着材を得た。次いで、実施例１と同様にして、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ含有被処理水のホウ素濃度における９０分後の吸着量を測定したところ、表１に示した結果となった。
【００６７】
（比較例）
市販のホウ素吸着材であるオルガノ製ＩＲＡ７４３を実施例１と同様に評価し、結果を表１に示した。
【００６８】
【表１】
【００６９】
以上、実施例及び比較例から明らかなように、本発明に従って、担体の表面を上述した構造式（１）〜（４）で示されるような有機化合物で修飾することによって得た吸着材を用いることにより、上記処理水におけるホウ素の初期濃度に対して９０分後の濃度は大幅に減少し、前記吸着材が、ホウ素に対する高い吸着特性を呈することが判明した。
【００７０】
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホウ素吸着材及びホウ素吸着材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホウ素含有による水の汚染が環境問題として広がっている。例えば、ホウ素が数ppmオーダーで水中に含まれると、植物の発育を妨げ、深刻な問題となる。
【０００３】
ホウ素除去技術としては、逆浸透（ＲＯ；Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ）法（特許文献１）、イオン交換法（特許文献２）、凝集沈殿法（特許文献３）などが知られているが、逆浸透法では一回の処理でホウ素を処理することができず、イオン交換法では処理容量が7-9mg-B/gと低く、処理コストが高い。また、凝集沈殿法は多量の薬剤が必要となり廃棄物も増えるため、多量の水中に含まれるホウ素を処理する方法としては向いていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６９５４４号
【特許文献２】特開２００１−１７９２５３号
【特許文献３】特開２００７−１３６３２５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みて、ホウ素吸着容量が高い、新規な吸着材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、多孔質構造の担体と、前記担体の表面を修飾してなる（１）〜（４）の構造式を有する有機化合物の少なくとも一つと、を具えることを特徴とする、ホウ素吸着材
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
（それぞれ分子中の少なくとも一つのＲには第１級または第２級のアミノ基を含み、Ｒ1-Ｒ10は水素又は脂肪鎖であって、不飽和炭素結合、エーテル結合、エステル結合、水酸基及びカルボン酸等の官能基を含むことができる。）に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ホウ素吸着容量が高い、新規な吸着材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態におけるホウ素吸着に使用する装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の詳細、並びにその他の特徴及び利点について、実施形態に基づいて説明する。
【００１０】
（ホウ素吸着材）
本実施形態におけるホウ素吸着材は、多孔質構造の担体の表面を以下に示す有機化合物で修飾してなる。
【００１１】
前記担体としては、シリカゲル、アルミナ、ガラス、カオリン、マイカ、タルク、クレイ、水和アルミナ、ウォラストナイト、鉄粉、チタン酸カリウム、酸化チタン、酸化亜鉛、炭化珪素、窒化珪素、炭酸カルシウム、炭素、硫酸バリウム、ボロン、フェライトなどを用いることができる。
【００１２】
この中で、フェライトなどの磁性を担体用いると、磁気を用いた応用が可能である。例えば、攪拌装置を別途設けることなく、ホウ素吸着材自体を磁気攪拌することでホウ素吸着材を被処理媒体と積極的に接触させることができる。これにより吸着処理時間短縮を図ることができる。また、ホウ素吸着材を回収する際、磁気を使って容易に回収でき、システム簡素化、メンテナンス性向上等を図ることができる。
【００１３】
一方、ホウ素吸着材の処理量はその表面積によって吸着量が異なる。システムの小型化が必要な場合などには単位体積当たりまたは単位重量当たりの吸着量が大きい方が好ましく、細孔構造を持つ担体を使用することが推奨される。従って、シリカゲルのような多孔質構造の担体を用いるのが好ましい。
【００１４】
また、上述のような無機物を予め準備して担体とする他、以下の製造方法に起因して、目的とするホウ素吸着材を作製する過程で用いるシランカップリング剤が重合し、ゲル化した物質を担体とすることもできる。
【００１５】
なお、本実施形態において、吸着すべきホウ素は、一般に水中に含まれているため、Ｂ（ＯＨ）３又はＢ（ＯＨ）４−のヒドロキシル化したホウ素である。
【００１６】
上記担体の表面は、（１）〜（４）の構造式を有する有機化合物の少なくとも一つで修飾する。なお、前記担体表面の前記有機化合物による修飾の程度は、例えば以下に説明する製造方法（担体に対するシランカップリング剤の量）に依存するが、一例として０．５ｍｍｏｌ/ｇ〜５ｍｍｏｌ/ｇの範囲とすることができる。
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
（それぞれ分子中の少なくとも一つのＲには第１級または第２級のアミノ基を含み、Ｒ1-Ｒ10は水素又は脂肪鎖であって、不飽和炭素結合、エーテル結合、エステル結合、水酸基及びカルボン酸等の官能基を含むことができる。）。
【００１７】
上述したような構造式を有する有機化合物は、いずれも官能基として隣接するようにカルボキシル基及びヒドロキシル基を有している。吸着すべきホウ素化合物はＢ（ＯＨ）３またはＢ（ＯＨ）４−の形で存在する。ホウ素とカルボキシル基や水酸基との反応機構は定かではないが、ホウ素のヒドロキシル基がそれぞれの官能基に近づいたときに結合が生じ、吸着が実行されるものと推定される。
【００１８】
なお、カルボキシル基及びヒドロキシル基が互いに隣接していない場合、カルボキシル基又はヒドロキシル基のいずれか一方とのみと結合するようになる。したがって、前記ホウ素との結合が不十分となり、前記ホウ素を十分に吸着することができない。
【００１９】
また、上記有機化合物は、いずれもアミノ基を有している。したがって、上記担体及び上記有機化合物を含む吸着材を、実際にホウ素を含む溶液中に投入した際に、前記溶液中のｐＨを上昇させることができ、上述したホウ素の吸着反応を促進させることができる。
【００２０】
なお、（１）の構造式を有する有機化合物としては、4-アミノ-3-ヒドロキシ酪酸、セリン、スレオニン等を例示することができる。
【００２１】
また、（２）の構造式を有する有機化合物としては、4-アミノ-2-ヒドロキシ酪酸、イソセリン、2-アミノ-3-ヒドロキシジブタン酸等を例示することができる。
【００２２】
さらに、（３）の構造式を有する有機化合物としては、3-アミノサリチル酸、4-アミノサリチル酸、5-アミノサリチル酸等を例示することができる。
【００２３】
また、（４）の構造式を有する有機化合物としては、3-アミノ-3-ヒドロキシアクリル酸、2-アミノ-3-ヒドロキシアクリル酸等を例示することができる。
【００２４】
なお、上述した担体と有機化合物とは、以下に説明する製造方法に起因して、Ｓｉ−Ｏ結合による架橋によって結合させ、修飾させることができる。
【００２５】
（ホウ素吸着材の製造方法）
次に、本実施形態におけるホウ素吸着材の製造方法について説明する。
【００２６】
最初に上述したフェライトやシリカゲルのような担体を準備し、この担体に対して上述した（１）〜（４）の構造式を有する有機化合物を結合させ、修飾する。
【００２７】
前記担体に対する前記有機化合物の結合及び修飾は特に限定されるものではないが、好ましくはシランカップリング剤を用いる。前記担体は無機化合物であるので、シランカップリング剤を用いることによって、前記有機化合物と強固な結合を形成することができる。この場合、上述したように、前記担体と前記有機化合物とは、Ｓｉ−Ｏ結合を介して結合することになる。この結果、前記担体の表面は前記有機化合物によって修飾されるようになる。
【００２８】
なお、前記シランカップリング剤の中でも、特にアルコキシシランカップリング剤を用いることが好ましい。アルコキシシランカップリング剤は、入手が容易であるとともに反応性に富み、上述したようなＳｉ−Ｏ結合を簡易に形成することができる。
【００２９】
このようなアルコキシシランカップリング剤としては、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−(アミノエチル)−３―アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシラン、３−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、２―（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等を例示することができる。
【００３０】
上述したシランカップリング剤を用いた処理は以下のようにして行うことができる。
【００３１】
第1の方法としては、水又はエタノール、あるいはこれらの混合溶媒中にシランカップリング剤を添加するとともに、前記担体を浸漬させ、１５分から３時間、好ましくは３０分から１時間攪拌した後にろ過を行い、純水で洗浄することによって前記担体の表面にＳｉ−Ｏ結合を形成することができる。
【００３２】
なお、上述した水等の溶媒の代わりにドライトルエン、ドライテトラヒドロフラン等を用い、前記担体及び前記シランカップリング剤と溶媒を還流下で撹拌することによって、無水の条件下で前記担体の表面にＳｉ−Ｏ結合を形成することができる。
【００３３】
第２の方法としては、メトキシシラン等のアルコキシシラン化合物及び３−アミノプロピルアルコール等の官能基含有アルコール化合物を原料として、ＣＶＤ法によって前記単体の表面で例えば熱的に反応させて、前記担体の表面にＳｉ−Ｏ結合を形成することができる。
【００３４】
第３の方法としては、シランカップリング剤を所定の溶媒（例えばトルエン等）に溶解させ、加熱蒸発させることによって前記担体の表面に付着させ、Ｓｉ−Ｏ結合を形成することができる。
【００３５】
上述したホウ素吸着の原理から、ホウ素の吸着は、上記担体の表面を修飾する上記有機化合物の量に依存し、この有機化合物の量は、本態様においては、前記担体の表面に形成されたＳｉ−Ｏ結合の割合、すなわちシランカップリング剤による前記担体の表面被覆量に依存する。この表面被覆量は、前記担体に対する前記シランカップリング剤の処理量に依存する。
【００３６】
シランカップリング剤の添加量（ｇ）は、
添加量（ｇ）＝担体量（ｇ）×比表面積（ｍ２／ｇ）／シランカップリング剤の最少被覆面積（ｍ２／ｇ）
で表わすことができる。
【００３７】
シランカップリング剤はその種類によって１分子が被覆可能な面積が異なるので、処理に要するシランカップリング剤の最適添加量の導出に際しては、上式で示すように各シランカップリング剤の最小被覆面積を適用する。
【００３８】
具体的には、上記シランカップリング剤の、上記担体に対する量は、１重量％〜１０重量％であることが好ましい。１重量％より小さいと前記担体のシランカップリング剤の被覆量が少なくなり、上記有機化合物の結合量（修飾割合）が減少して、ホウ素の吸着を十分に行うことができない場合がある。また、１０重量％を超えると、シランカップリング剤同士の縮合によってゲル化してしまう場合がある。
【００３９】
次いで、上述のようにシランカップリング剤で表面処理した担体に対して、上記有機化合物を、例えばアルカリ溶液中で接触させることによって、前記担体の表面を前記有機化合物で修飾したホウ素吸着材を提供することができる。
【００４０】
（ホウ素の吸着操作）
次に、実施形態に係わるホウ素の吸着操作について説明する。
【００４１】
図1は、本実施形態におけるホウ素吸着に使用する装置の概略構成を示す図である。図1に示すように、本装置においては、上述したホウ素吸着材が充填された吸着手段Ｔ１及びＴ２が並列に配置されるとともに、吸着手段Ｔ１及びＴ２の外方には接触効率促進手段Ｘ１及びＸ２が設けられている。接触効率促進手段Ｘ１及びＸ２は、機械攪拌装置又は非接触の磁気攪拌装置とすることができるが、必須の構成要素ではなく省略してもよい。
【００４２】
また、吸着手段Ｔ１及びＴ２には、供給ラインＬ１、Ｌ２及びＬ４を介して、ホウ素を含む被処理媒体が貯留された被処理媒体貯留タンクＷ１が設けられており、排出ラインＬ３、Ｌ５及びＬ６を介して外部に接続されている。さらに、吸着手段Ｔ１及びＴ２には、供給ラインＬ１１及び、Ｌ１２及びＬ１４を介して、脱着媒体が貯留された脱着媒体貯留タンクＤ１が接続されており、排出ラインＬ１３、Ｌ１５及びＬ１６を介して、脱着媒体回収タンクＲ１が接続されている。
【００４３】
なお、供給ラインＬ１、Ｌ２、Ｌ４、Ｌ１２及びＬ１４には、それぞれバルブＶ１、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ１２及びＶ１４が設けられており、排出ラインＬ３、Ｌ５、Ｌ１３、Ｌ１５及びＬ１６には、それぞれバルブＶ３、Ｖ５、Ｖ１３、Ｖ１５及びＶ１６が設けられている。また、供給ラインＬ１及びＬ１１にはポンプＰ１及びＰ２が設けられている。さらに、被処理媒体貯留タンクＷ１、供給ラインＬ１及び排出ラインＬ６には、それぞれ濃度測定手段Ｍ１、Ｍ２及びＭ３が設けられ、脱着媒体貯留タンクＤ１、排出ラインＬ１６及び脱着媒体回収タンクＲ１には、それぞれ濃度測定装置Ｍ１、Ｍ１１及びＭ１３が設けられている。
【００４４】
また、上述したバルブ、ポンプの制御及び測定装置における測定値のモニタリングは、制御手段Ｃ１によって一括集中管理されている。
【００４５】
次に、図１に示す装置を用いたホウ素の吸着操作について説明する。
【００４６】
最初に、吸着手段Ｔ１及びＴ２に対して、被処理媒体をタンクＷ１からポンプＰ１により供給ラインＬ１、Ｌ２及びＬ４を通じて吸着手段Ｔ１及びＴ２に供給する。このとき、前記被処理媒体中のホウ素は吸着手段Ｔ１及びＴ２に吸着され、吸着後の前記被処理媒体は排出ラインＬ３、Ｌ６を通じて外部に排出される。
【００４７】
この際、必要に応じて接触効率促進手段Ｘ１及びＸ２を駆動させ、吸着手段Ｔ１及びＴ２内に充填されたホウ素吸着材と前記被処理媒体との接触面積を増大させ、吸着手段Ｔ１及びＴ２によるホウ素の吸着効率を向上させることができる。
【００４８】
ここで、吸着手段Ｔ１及びＴ２の、供給側に設けた濃度測定手段Ｍ２と排出側に設けた濃度測定手段Ｍ３により吸着手段Ｔ１及びＴ２の吸着状態を観測する。吸着が順調に行われている場合、濃度測定手段Ｍ３により測定されるホウ素の濃度は、濃度測定手段Ｍ２で測定されるホウ素の濃度よりも低い値を示す。しかしながら、吸着手段Ｔ１及びＴ２におけるホウ素の吸着が次第に進行するにつれ、供給側及び排出側に配置された濃度測定手段Ｍ２及びＭ３における前記ホウ素の濃度差が減少する。
【００４９】
したがって、濃度測定手段Ｍ３が予め設定した所定の値に達し、吸着手段Ｔ１及びＴ２によるホウ素の吸着能が飽和に達したと判断した場合は、濃度測定手段Ｍ２、Ｍ３からの情報に基づき、制御手段Ｃ１がポンプＰ１を一旦停止し、バルブＶ２、Ｖ３を閉め、吸着手段Ｔ１及びＴ２への前記被処理媒体の供給を停止する。
【００５０】
なお、図１には図示していないが、前記被処理媒体のｐＨが変動する場合、あるいはｐＨが強酸性あるいは強塩基性であって本発明に係る吸着材に適したｐＨ領域を外れている場合には、濃度測定手段Ｍ１または／およびＭ２により前記被処理媒体のｐＨを測定し、制御手段Ｃ１を通じて前記被処理媒体のｐＨを調整してもよい。
【００５１】
吸着手段Ｔ１及びＴ２が飽和に達した後は、脱着媒体貯留タンクＤ１からポンプＰ２により供給ラインＬ１１、Ｌ１２を通じて脱着媒体が吸着手段Ｔ１及びＴ２に供給される。吸着手段Ｔ２に吸着されているホウ素は、前記脱着媒体中に溶出（脱着）し、排出ラインＬ１３、Ｌ１５及びＬ１６を通じて吸着手段Ｔ１及びＴ２の外部に排出され、回収タンクＲ１に回収される。なお、回収タンクＲ１に回収することなく、外部に排出するようにすることもできる。また、析出したホウ素を濾別して回収してもよい。
【００５２】
吸着手段Ｔ１及びＴ２から前記脱着媒体によるホウ素の脱着が順調に行われている場合、前記脱着媒体の、排出側に設けた濃度測定装置Ｍ１２により測定されるホウ素の濃度は、供給側に設けた濃度測定装置Ｍ１１よりも高い値を示す。しかしながら、吸着手段Ｔ１及びＴ２におけるホウ素の脱着が次第に進行するにつれ、供給側及び排出側に配置された濃度測定手段Ｍ１１及びＭ１２における前記ホウ素の濃度差が減少する。
【００５３】
したがって、濃度測定手段Ｍ１２が予め設定した所定の値に達し、前記脱着媒体による吸着手段Ｔ１及びＴ２によるホウ素の脱着能が飽和に達したと判断した場合は、濃度測定手段Ｍ１１、Ｍ１２からの情報に基づき、制御手段Ｃ１がポンプＰ２を一旦停止し、バルブＶ１２、Ｖ１４を閉め、吸着手段Ｔ１及びＴ２に対する前記被処理媒体の供給を停止する。
【００５４】
以上のようにして、吸着手段Ｔ１及びＴ２からのホウ素の脱着が完了した後は、再び被処理媒体貯留タンクＷ１から前記被処理媒体を供給し、ホウ素を吸着して前記被処理媒体中のホウ素を低減させることができる。
【００５５】
なお、濃度測定装置Ｍ１３は、脱着媒体回収タンクＲ１中のホウ素の濃度を必要に応じて適宜測定するように構成されている。
【００５６】
また、上記例では、吸着手段Ｔ１及びＴ２に対して同時にホウ素を吸着させるとともに、ホウ素を脱着させるようにしているが、吸着手段Ｔ１及びＴ２でこれらの操作を交互に行うこともできる。例えば、吸着手段Ｔ１で最初にホウ素の吸着を行い、吸着能が飽和に達した後、吸着手段Ｔ１に対して上述のようなホウ素の脱着を行うとともに、同時に吸着手段Ｔ２でホウ素の吸着を行うようにすることもできる。
【００５７】
この場合、図１に示す装置においては、吸着手段Ｔ１又はＴ２のいずれかにおいて常にホウ素の吸着を行うことができるので、連続運転が可能となる。
【００５８】
上記脱着媒体としては、ｐＨ２〜５程度の希塩酸水溶液または希硫酸水溶液等の酸性溶媒を用いることができる。また、前記脱着溶媒の量は、吸着手段Ｔ１及びＴ２の容積の２倍以上１０倍以下であることが好ましい。２倍よりも小さいと、ホウ素の脱着を十分効率良く実施することができない場合があり、１０倍よりも大きいと薬剤コストが高くなって、非効率的である。
【実施例】
【００５９】
次に、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【００６０】
（実施例１）
４−アミノサリチル酸１ｇを１Ｍの水酸化ナトリウム水溶液１０ｍｌに溶解させ、エポキシシラン１．５４ｇ を添加した。１２時間攪拌後、０．１Ｍの塩酸水溶液８ｍｌを加えると、茶白色のゲル状物質が得られた。生成物をろ過後、純水洗浄し、８０℃で２４時間乾燥したところ、０．８６６ｇのガラス状物質（吸着材）を得た。
【００６１】
上記物質１００ｍｇを、２０ｐｐｍ−Ｂ、５０ｐｐｍ-Ｂ、１００ｐｐｍ-Ｂ、５００ｐｐｍ-Ｂの濃度に調整したＮａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ含有被処理水５０ｍｌにそれぞれ加え、ＮＩＳＳＩＮ製ロータリーミキサーで攪拌した（１６ｒｐｍ）。９０分後における前記被処理水のホウ素濃度をICP-MSにて測定したところ、吸着量は表１に示した結果となった。
【００６２】
（実施例２）
４−アミノ−３−ヒドロキシ酪酸１．１９ｇ を１Ｍの水酸化ナトリウム水溶液１０ｍｌに溶解させ、エポキシシラン２．３６ｇ を添加した。１２時間攪拌後、０．１Ｍの塩酸水溶液５ｍｌを加えると、白色のゲル状物質が得られた。生成物をろ過後、純水洗浄し、８０℃で２４時間乾燥したところ、１．２１ｇのガラス状物質（吸着材）を得た。次いで、実施例１と同様にして、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ含有被処理水のホウ素濃度における９０分後の吸着量を測定したところ、表１に示した結果となった。
【００６３】
（実施例３）
４−アミノ−３−ヒドロキシ酪酸１．１９ｇに代えて、４−アミノ−２−ヒドロキシ酪酸１．１９ｇ を用いた以外は、実施例２と同様の方法で１．１５ｇのガラス状物質を得た。次いで、実施例１と同様にして、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ含有被処理水のホウ素濃度における９０分後の吸着量を測定したところ、表１に示した結果となった。
【００６４】
（実施例４）
４―アミノサリチル酸１ｇを１Ｍの水酸化ナトリウム水溶液１０ｍｌに溶解させ、エポキシシラン１．５４ｇ を添加した。１２時間攪拌後、０．０１Ｍの塩酸水溶液をｐＨ７になるまで加えた。ここにシリカゲル（１００−２１０μｍ：ナカライテスク製60N球状）１ｇを加え、1時間攪拌後、ろ過、純水洗浄し、６０℃で１２時間乾燥し、１．２１ｇの吸着材を得た。次いで、実施例１と同様にして、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ含有被処理水のホウ素濃度における９０分後の吸着量を測定したところ、表１に示した結果となった。
【００６５】
（実施例５）
4―アミノ―３―ヒドロキシ酪酸１．１９ｇを１Ｍの水酸化ナトリウム水溶液１０ｍｌに溶解させ、エポキシシラン１．５４ｇ を添加した。１２時間攪拌後、０．０１Ｍの塩酸水溶液をｐＨ７になるまで加えた。ここにシリカゲル（１００−２１０μm：ナカライテスク製60N球状）１ｇを加えた。１時間攪拌後、ろ過、純水洗浄し、６０℃で１２時間乾燥し、１．１０ｇの吸着材を得た。次いで、実施例１と同様にして、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ含有被処理水のホウ素濃度における９０分後の吸着量を測定したところ、表１に示した結果となった。
【００６６】
（実施例６）
４−アミノ−３−ヒドロキシ酪酸１．１９ｇに代えて、４−アミノ−２−ヒドロキシ酪酸１．１９ｇ を用いた以外は、実施例５と同様の方法で１．１２ｇの吸着材を得た。次いで、実施例１と同様にして、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ含有被処理水のホウ素濃度における９０分後の吸着量を測定したところ、表１に示した結果となった。
【００６７】
（比較例）
市販のホウ素吸着材であるオルガノ製ＩＲＡ７４３を実施例１と同様に評価し、結果を表１に示した。
【００６８】
【表１】
【００６９】
以上、実施例及び比較例から明らかなように、本発明に従って、担体の表面を上述した構造式（１）〜（４）で示されるような有機化合物で修飾することによって得た吸着材を用いることにより、上記処理水におけるホウ素の初期濃度に対して９０分後の濃度は大幅に減少し、前記吸着材が、ホウ素に対する高い吸着特性を呈することが判明した。
【００７０】
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質構造の担体と、
前記担体の表面を修飾してなる（１）〜（４）の構造式を有する有機化合物の少なくとも一つと、
を具えることを特徴とする、ホウ素吸着材
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
（それぞれ分子中の少なくとも一つのＲには１級または２級のアミノ基を含み、Ｒ1-Ｒ10は水素又は脂肪鎖であって、不飽和炭素結合、エーテル結合、エステル結合、水酸基及びカルボン酸等の官能基を含むことができる。）。
【請求項２】
前記担体と前記有機化合物とは、Ｓｉ−Ｏ結合を介して架橋されたことを特徴とする、請求項１に記載のホウ素吸着材。
【請求項３】
前記担体は、磁性担体であることを特徴とする、請求項1又は２に記載のホウ素吸着材。
【請求項４】
前記担体は、シリカゲルであることを特徴とする、請求項1又は２に記載のホウ素吸着材。
【請求項５】
多孔質構造の担体をシランカップリング剤で処理する工程と、
前記担体に対して（１）〜（４）の構造式を有する有機化合物の少なくとも一つを接触させる工程とを具え、
前記担体の表面を、（１）〜（４）の構造式を有する前記有機化合物の少なくとも一つで修飾してなるホウ素吸着材を得ることを特徴とする、ホウ素吸着材の製造方法。
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
（それぞれ分子中の少なくとも一つのＲには１級または２級のアミノ基を含み、Ｒ1-Ｒ10は水素又は脂肪鎖であって、不飽和炭素結合、エーテル結合、エステル結合、水酸基及びカルボン酸等の官能基を含むことができる。）。
【請求項６】
前記シランカップリング剤はアルコキシシランカップリング剤であることを特徴とする、請求項５に記載のホウ素吸着材の製造方法。
【請求項７】
前記シランカップリング剤の濃度が、前記担体に対して１重量％〜１０重量％であることを特徴とする、請求項５又は６に記載のホウ素吸着材の製造方法。
【請求項１】
多孔質構造の担体と、
前記担体の表面を修飾してなる（１）〜（４）の構造式を有する有機化合物の少なくとも一つと、
を具えることを特徴とする、ホウ素吸着材
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
（それぞれ分子中の少なくとも一つのＲには１級または２級のアミノ基を含み、Ｒ1-Ｒ10は水素又は脂肪鎖であって、不飽和炭素結合、エーテル結合、エステル結合、水酸基及びカルボン酸等の官能基を含むことができる。）。
【請求項２】
前記担体と前記有機化合物とは、Ｓｉ−Ｏ結合を介して架橋されたことを特徴とする、請求項１に記載のホウ素吸着材。
【請求項３】
前記担体は、磁性担体であることを特徴とする、請求項1又は２に記載のホウ素吸着材。
【請求項４】
前記担体は、シリカゲルであることを特徴とする、請求項1又は２に記載のホウ素吸着材。
【請求項５】
多孔質構造の担体をシランカップリング剤で処理する工程と、
前記担体に対して（１）〜（４）の構造式を有する有機化合物の少なくとも一つを接触させる工程とを具え、
前記担体の表面を、（１）〜（４）の構造式を有する前記有機化合物の少なくとも一つで修飾してなるホウ素吸着材を得ることを特徴とする、ホウ素吸着材の製造方法。
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
（それぞれ分子中の少なくとも一つのＲには１級または２級のアミノ基を含み、Ｒ1-Ｒ10は水素又は脂肪鎖であって、不飽和炭素結合、エーテル結合、エステル結合、水酸基及びカルボン酸等の官能基を含むことができる。）。
【請求項６】
前記シランカップリング剤はアルコキシシランカップリング剤であることを特徴とする、請求項５に記載のホウ素吸着材の製造方法。
【請求項７】
前記シランカップリング剤の濃度が、前記担体に対して１重量％〜１０重量％であることを特徴とする、請求項５又は６に記載のホウ素吸着材の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−２１４３３６（Ｐ２０１０−２１４３３６Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６６６７３（Ｐ２００９−６６６７３）
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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