親水化吸着材およびその製造方法
【課題】多孔質体の表面は親水化でありながら、多孔質体の細孔は閉塞せずに吸着能は維持できるという実用性を有し、通水性に優れ、残留塩素除去性能を発揮する親水化吸着材を提供する。
【解決手段】式（１）で表されるケイ素化合物で表面修飾された親水性金属酸化物粒子を多孔質体に添着させたことを特徴とする親水化吸着材である。
ＭＯＳ（＝Ｏ）２−Ｒ−Ｓｉ（ＣＨ３）ｎ（−Ｘ）３−ｎ （１）
｛式中、Ｍは金属イオン又はアンモニウム（ＮＨ４）基、Ｒは炭素数１〜１０のアルキレン基（本アルキレン鎖中に、ウレタン結合又はウレア結合を含有していても良い）であり、Ｘは炭素数１〜３のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｎは０〜２を表す。}
【解決手段】式（１）で表されるケイ素化合物で表面修飾された親水性金属酸化物粒子を多孔質体に添着させたことを特徴とする親水化吸着材である。
ＭＯＳ（＝Ｏ）２−Ｒ−Ｓｉ（ＣＨ３）ｎ（−Ｘ）３−ｎ （１）
｛式中、Ｍは金属イオン又はアンモニウム（ＮＨ４）基、Ｒは炭素数１〜１０のアルキレン基（本アルキレン鎖中に、ウレタン結合又はウレア結合を含有していても良い）であり、Ｘは炭素数１〜３のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｎは０〜２を表す。}
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質体の表面は親水化でありながら、多孔質体の細孔は閉塞せずに吸着能は維持できるという実用性を有し、通水性に優れ、残留塩素除去性能を発揮する親水化吸着材、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水道水に対する関心が高まり、浄水器やミネラルウォーターなどが浸透してきているが、その要因としては水源地の汚染、水道水の水質低下や、都市部の人口増加に伴う高層マンション、団地などにおける受水槽による異物侵入、汚れなどがあげられる。最近においては蛇口への接続が不要なポット型浄水器が普及してきており、蛇口からポットに水を入れるだけで浄化された水が得られる手軽さが特徴となっている。しかし、このような浄水器は水圧が強制的に掛からないためろ過流量の改良が要求されている。特に初期の未使用の活性炭の表面は疎水性であるため活性炭へ水が馴染むまでの時間が掛かってすぐには定常のろ過流量には達しないという問題がある。上記背景を鑑みて、発明者らは、水のろ過流量を向上させるために、活性炭を３００〜４００℃で空気酸化させることにより、表面酸化物であるカルボキシルキ基、カルボニル基およびラクトン等を活性炭表面に固定化を試みたが表面官能基の生成量は不安定であり、再現性に乏しく実用的なものではなかった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】真田雄三・鈴木基之・藤元 薫／編「新版 活性炭 基礎と応用」Ｐ９〜１７ 講談社
【非特許文献２】島田将慶「活性炭素繊維」Ｐ５３〜５５冬樹社
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらポット型浄水器は、蛇口直結型浄水器が水圧によって強制的にろ過しているのに対し、ポットに貯まった水の重力でろ過するためろ過流量の改良が要求されている。
上記のような未処理の活性炭を内蔵したポット型浄水器は活性炭そのものが疎水性であり、活性炭の細孔内の空気が水と置換されるまでに時間が掛かり、初回のろ過流量が最も低い。したがって僅かでもろ過流量の速いものが望ましく、なおかつ活性炭が持つ細孔構造は潰さないで、水道水に含まれる塩素、トリハロメタン等を素早く取り除くことができる浄水器が要望されている。
本発明によれば、活性炭表面に網目構造を持った親水性金属酸化物粒子を表面に添着することにより、粒状活性炭の細孔を閉塞することなく、水道水をスムーズにろ過できるポット型浄水器用の活性炭を提供することができる。親水化吸着材を得るには、まず添着する多孔質体に適した金属酸化物粒子の大きさを選定することである。吸着材は材料によって細孔構造が異なっているため、適さない金属酸化物粒子を選定した場合、細孔閉塞の要因となる。次に親水化を実現するためのＲにスルホン酸（塩）を選定する。これらの側鎖は吸着サイトの表面に網目構造を形成し、水との親水性に応じて最適な官能基を選定する。親水化を図るためには、例えばハロゲン類、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、スルホキシル基、ニトロキシル基、及びスルホン酸基等の親水性基が挙げられる。最後に最適な親水性金属酸化物粒子を多孔質体に添着させることによって課題を解決することが可能となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、本発明に至った。
即ち、本発明は、式（１）で表されるケイ素化合物で表面修飾された親水性金属酸化物粒子を多孔質体に添着させたことを特徴とする親水化吸着材である。
ＭＯＳ（＝Ｏ）２−Ｒ−Ｓｉ（ＣＨ３）ｎ（−Ｘ）３−ｎ （１）
｛式中、Ｍは金属イオン又はアンモニウム（ＮＨ４）基、Ｒは炭素数１〜１０のアルキレン基（本アルキレン鎖中に、ウレタン結合又はウレア結合を含有していても良い）であり、Ｘは炭素数１〜３のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｎは０〜２を表す。}
【０００６】
また本発明は、親水性金属酸化物粒子に水溶性有機溶媒を加えて溶解（分散）させ、多孔質体を浸漬あるいは噴霧処理して乾燥することによる前記親水化吸着材の製造方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明で製造された親水化吸着材は、多孔質体の細孔を閉塞せずに親水性を示すため、水や極性を持った溶媒において吸着性能を発揮させることが可能である。液相用途における吸着、回収、分離といった用途に効果を発揮する。また本発明の親水化吸着材を得るための製造法を取れば、細孔特性、対象溶媒に合わせて調整を図ることができ、安定した親水性の吸着材として機能を発揮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は回分回数と平均ろ過流量の関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明において、親水性金属酸化物粒子は、式（１）で表されるケイ素化合物で表面修飾される。
ＭＯＳ（＝Ｏ）２−Ｒ−Ｓｉ（ＣＨ３）ｎ（−Ｘ）３−ｎ （１）
｛式中、Ｍは金属イオン又はアンモニウム（ＮＨ４）基、Ｒは炭素数１〜１０のアルキレン基（本アルキレン鎖中に、ウレタン結合又はウレア結合を含有していても良い）であり、Ｘは炭素数１〜３のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｎは０〜２を表す。}
【００１０】
式（１）において、Ｍの金属イオンとしては、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、銀イオン、銅イオン及びニッケルイオンが挙げられる。
アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、セシウムイオン、マグネシウムイオン及びカルシウムイオンなどが挙げられる。
Ｍのうち好ましくは、アルカリ金属イオンであり、特に好ましいのはリチウムイオンである。
【００１１】
式（１）において、Ｒの炭素数１〜１０のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基等が挙げられる。これらのうちコスト及び原料入手の点を考慮すると、好ましくはプロピレン基である。
【００１２】
式（１）において、Ｘの炭素数１〜３のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基が挙げられる。
これらのうちコストの点を考慮すると、好ましくはメトキシ基、エトキシ基である。
【００１３】
上記式（１）で表されるケイ素化合物の具体例として、下記の化合物が挙げられる。
ＬｉＯＳ（＝Ｏ）２−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｓｉ（−ＯＣＨ３）３
ＬｉＯＳ（＝Ｏ）２−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｓｉ（−ＯＣ２Ｈ５）３
ＮａＯＳ（＝Ｏ）２−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｓｉ（−ＯＣＨ３）３
ＮａＯＳ（＝Ｏ）２−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｓｉ（−ＯＣ２Ｈ５）３
ＫＯＳ（＝Ｏ）２−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｓｉ（−ＯＣＨ３）３
ＫＯＳ（＝Ｏ）２−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｓｉ（−ＯＣ２Ｈ５）３
【００１４】
金属酸化物粒子の金属酸化物としては、シリカ、チタニア、アルミナ及びジルコニアが挙げられる。
金属酸化物粒子の大きさは、５〜２００ｎｍが好ましく、より好ましくは５〜１５０ｎｍ、さらに好ましくは１０〜１００ｎｍである。
金属酸化物粒子は、形態として金属酸化物ゾルが好ましく、シリカゾルがさらに好ましく、オルガノシリカゾルが特に好ましい。
なお、オルガノゾルとは、ナノレベルで表面改質をしたコロイダルシリカを有機溶媒に安定的に分散させたコロイド溶液であり、アルコール、ケトン、エーテル、トルエン等の各種有機溶媒に分散可能である。
具体的には日産化学社製のオルガノシリカゾル（メタノールシリカゾル、ＩＰＡ−ＳＴ、ＩＰＡ−ＳＴ、ＩＰＡ−ＳＴ−ＵＰ、ＩＰＡ−ＳＴ−ＺＬ、ＥＧ−ＳＴ、ＮＰＣ−ＳＴ−３０、ＤＭＡＣ−ＳＴ、ＭＥＫ−ＳＴ、ＭＩＢＫ−ＳＴ、ＰＭＡ−ＳＴ及びＰＧＭ−ＳＴ）や扶桑化学社製の高純度オルガノシリカゾル（ＰＬ−１−ＩＰＡ、ＰＬ−２Ｌ−ＰＧＭＥ及びＰＬ−２Ｌ−ＭＥＫ）等が挙げられる。
これらは単独のみならず、複数で用いても良い。
【００１５】
金属酸化物粒子を上記式（１）で表されるケイ素化合物で表面修飾することにより親水性金属酸化物粒子が得られる。
すなわち、金属酸化物粒子とケイ素化合物を、水を少量含有した有機溶媒又は水中で加熱反応させることにより、金属酸化物粒子の表面にケイ素化合物を化学結合させる方法によって得られる。
【００１６】
金属酸化物粒子に上記式（１）で表されるケイ素化合物を反応させる場合の溶媒としては、アルコール系溶媒：メタノール、エタノール、イソプロパンール、ｎ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及び１，４−ブタンジオール等、エーテル系溶媒：ジエチルエーテル、テトラハイドロフラン及びジオキサン等、ケトン系溶媒：アセトン及びメチルエチルケトン等、非プロトン溶媒：ジメチルスルホキサイド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等及びこれらの混合溶媒等が挙げられる。また、これらの溶媒と水との混合物も挙げられ、水の体積比率は、３０％以下が好ましく、より好ましくは５％以下である。
これらのうち好ましいのは、アルコール系溶媒であり、これらの溶媒は1種又は２種以上で使用できる。
【００１７】
溶媒に対する原料の金属酸化物粒子の濃度は１〜５０質量分率％であり、好ましくは1〜３０質量分率％である。
【００１８】
金属酸化物粒子に対するケイ素化合物の量は金属酸化物粒子１ｇに対して０．０１〜１０．０ｍｍｏｌが好ましく、２．０〜５．０ｍｍｏｌが特に好ましい。
【００１９】
ケイ素化合物を添加する際の温度は限定されないが、常温（約２０℃）から沸点が好ましい。
反応温度も限定されないが、常温（約２０℃）から沸点が好ましい。
反応時間も限定されないが、１０分から４８時間が好ましく、６時間から２４時間が特に好ましい。
【００２０】
親水性金属酸化物粒子は、作業性を向上させる為に希釈溶剤を含有させても良い。希釈溶媒としては、本発明の修飾金属酸化物ゾルと反応せず、これらを溶解及び／又は分散させるものであれば制限がなく、例えば、エーテル系溶剤（テトラハイドロフラン、ジオキサン等）、アルコール系溶剤（メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉｓｏ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール等）、ケトン系溶剤（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）及び非プロトン性溶媒（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド等）及び水等が挙げられる。
【００２１】
希釈溶媒を含有する場合、希釈溶媒の含有量は、例えば、全溶媒に対する、本発明の修飾金属酸化物ゾルの質量分率％が、０.０１〜１５質量分率％（好ましくは０．０５〜１０質量分率％、特に好ましくは０．１〜７．５質量分率％）となる量である。
【００２２】
本発明の親水化吸着材は、親水性金属酸化物粒子を多孔質体に添着させることにより得られる。
原料として用いられる多孔質体は、多数の微細な空孔を備えるものであれば特に限定されるものではないが、好適な例としては、活性炭、ゼオライト、アルミナ及びシリカが挙げられる。
【００２３】
活性炭としては、種々の活性炭、例えば、黒鉛、鉱物系材料（褐炭、れき青炭などの石炭、石油又は石炭ピッチなど）、植物系材料（木材、果実殻（やし殻など）など）、動物系材料（動物の骨、皮など）、高分子材料（ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、フェノール系樹脂、セルロース、再生セルロースなど）などを原料とする活性炭などが挙げられる。活性炭は、これらの原料を必要に応じて炭化又は不融化した後、賦活処理することにより得ることができる。なお、炭化方法、不融化方法、賦活方法は、特には限定されず、慣用の方法が利用できる。例えば、賦活は、炭素原料（又はその炭化物若しくは不融化物）を賦活ガス（水蒸気、二酸化炭素など）中、５００〜１０００℃程度で熱処理するガス賦活法、炭素原料（又はその炭化物若しくは不融化物）を賦活剤（リン酸、塩化亜鉛、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなど）と混合し、３００〜８００℃程度で熱処理する化学的賦活法などにより行うことができる。
【００２４】
活性炭のうち、やし殻活性炭などの植物系活性炭、石炭などを原料とする鉱物系活性炭、ピッチ系活性炭・ＰＡＮ系活性炭・セルロース系活性炭・フェノール系活性炭などの高分子系活性炭などが好ましい。活性炭は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００２５】
多孔質体の形状は、特に制限されず、繊維状、ペレット状、粒状、ハニカム状、ペーパー状であってもよい。
【００２６】
多孔質体の比表面積は、例えば、３５０〜２５００ｍ２／ｇ、好ましくは５００〜２０００ｍ２／ｇ、さらに好ましくは７００〜１９００ｍ２／ｇ程度である。
【００２７】
多孔質体は、単独で用いてもよく、多孔質体とバインダー成分（又は賦形成分）とで構成された成形体として用いてもよい。
バインダー成分としては、多孔質体を適当な形状（例えば、粒状、シート状、ハニカム状など）に賦形又は成形できればよく、例えば、セピオライト、ゼオライト、アタパルジャイト、タルク、モンモリロナイトなどの無機粘土鉱物、フェノール系樹脂、ピッチ系樹脂などの結合剤に限らず、繊維成分なども含まれる。これらのバインダー成分は、単独で又は二種以上組み合わせて使用でき、必要により、結合剤と繊維成分とを組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
前記バインダー成分のうち、繊維成分としては、合成繊維（ポリエステル繊維（ポリエチレンテレフタレート繊維など）、ポリアミド繊維、ポリカーボネート繊維、ポリイミド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリエーテルスルホン繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリアセタール繊維、フェノール樹脂繊維、ポリアリレート繊維、液晶ポリマー繊維など）、半合成繊維（セルロースアセテートなどのセルロースエステル繊維など）、天然繊維（例えば、セルロース繊維、綿、麻、岩綿、羊毛繊維など）、無機繊維（炭素繊維、炭化ケイ素繊維、ガラス繊維、シリカ−アルミナ繊維など）などが挙げられる。これらの繊維成分は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。上記繊維成分のうち、セルロース繊維、セルロースエステル繊維、又はこれらのセルロース系繊維を含有する混合繊維、パルプなどが好ましい。繊維成分は、必要により、叩解してもよい。
【００２９】
多孔質体とともにバインダー成分を用いた成形体には、通常、(i)多孔質体と結合剤と、必要により繊維成分とを用いて、繊維状、シート状、ハニカム状などに成形したり、ペレット化した成形体、及び(ii)多孔質体と、繊維成分と、必要により結合剤とを用いて、抄紙などの手段でシート状に成形した成形体などが含まれる。
【００３０】
バインダー成分を含む前記成形体において、バインダー成分の割合は、多孔質体１００質量部に対して、例えば、０．１〜５００質量部、好ましくは１〜４００質量部、さらに好ましくは５〜３００質量部程度であってもよい。例えば、多孔質体を繊維成分とともに抄紙した抄紙構造を有する多孔質体などでは、バインダー成分（繊維成分）の割合は、多孔質体１００質量部に対して、例えば、１０〜５００質量部、好ましくは５０〜４５０質量部、さらに好ましくは１００〜３５０質量部程度であってもよい。
【００３１】
このような多孔質体含有成形体の形状は、特に制限されず、粒状（粉粒状又はペレット状）、繊維状、シート状、ハニカム状であってもよい。
【００３２】
親水性金属酸化物粒子の添着量は、多孔質体に対して、好ましくは０．０１〜２０質量分率％、特に好ましくは１〜１０質量分率％である。
【００３３】
親水性金属酸化物粒子の多孔質体への添着は、例えば、親水性金属酸化物粒子に水溶性有機溶媒を加えて溶解（分散）させ、多孔質体を浸漬処理して乾燥する方法が挙げられる。
水溶性有機溶媒としては、アルコール類が好適であり、メタノール及びエタノールが特に好ましい。
温度は通常２５〜１５０℃程度、時間は１〜６時間である。
【００３４】
本発明において、親水性金属酸化物粒子の一次粒子の平均粒子径は、ナノメーターサイズ、例えば、１〜５００ｎｍ、好ましくは５〜２５０ｎｍ、さらに好ましくは７〜１００ｎｍ程度であり、通常、５〜７５ｎｍ程度であってもよい。一次粒子の平均粒子径が小さすぎると取り扱いが困難となる場合があり、大きすぎると吸着能が低下する。
また、疎水性金属酸化物粒子の二次粒子の平均粒子径は、例えば、０．００１〜１００μｍ、好ましくは０．００５〜３０μｍ、さらに好ましくは０．００７〜２０μｍ程度である。疎水化材の平均径が小さすぎても大きすぎても吸着能が低下する。
なお、親水性金属酸化物粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ、HITACHI H-7100）で撮影した画像に基づいて、１００個の一次粒子についてサイズを測定し、測定値を加算平均することにより算出できる。
親水化吸着材の比表面積は、例えば、比表面積は、例えば、３００〜２４００ｍ２／ｇ、好ましくは４００〜１９００ｍ２／ｇ、さらに好ましくは６００〜１８００ｍ２／ｇ程度であってもよい。
なお、比表面積は、分析装置（島津・マイクロメリティク製、ＴＲＩＳＴＡＲ３０００型）を用い、１５０℃で真空脱気処理した試料について、窒素ガス吸着法にてＢＥＴ法で算出した。
【００３５】
本発明の親水化吸着材は水、アルコール等の極性溶媒といった液相での吸着材として好適に用いられる。
本発明で親水化処理された吸着材は、水道水圧を利用しない浄水器に用いられる。たとえば、ポット型浄水器、携帯型浄水器等に最適に用いられる。
吸着材として汎用的に用いられるのは活性炭であるが、活性炭そのものは疎水性であり、活性炭の細孔内の空気が水と置換されるまでに時間が掛かり、初回のろ過流量が最も遅い。特に最初は活性炭の微粉と取り除くために水道水でろ過したり、活性炭の入ったカートリッジごとを水道水に浸漬させたりして、細孔内の空気を水で置換する前処理操作が必須となっている。ろ過流量は、通水回数を重ねる度に向上し、何回か繰り返すことによって安定する。好ましくは少ない回数で
安定したろ過流量に達する吸着材が望まれている。
【実施例】
【００３６】
以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明する。実施例は、本発明を説明するものであり、制限を加えるものではない。
【００３７】
製造例１
３−（トリメトキシシリル）プロパン−１−チオール（チッソ株式会社製）２０ｇ、エタノール５００ｇ、水１３０ｇ、及び、ＩＰＡ−ＳＴ（日産化学工業製、３０ｗｔ％イソプロパノール溶液）１２０ｇを混合し、バス温９０℃で一晩加熱還流した。反応後、過酸化水素を７０ｇ添加し、さらに一晩加熱還流した。反応終了後、室温で、この反応液に、水酸化リチウム一水和物４．２８ｇ、酢酸１０ｍＬ、水２０ｍＬを混合して得られた水溶液を添加して中和した。さらにこの溶液に、酢酸ナトリウム０．４ｇと水２０ｍＬを加えて攪拌し、親水性金属酸化物粒子を作製した。
【００３８】
実施例１〜３、比較例１
活性炭を約１５０ｇに対して、製造例１で作製した親水性シリカゾル分散液を、固形分が活性炭の１〜３質量分率％となるように採取し、これをエタノールで希釈し、約５０ｇの親水化処理液とした。調製した親水化処理液を活性炭に含ませ、これを１５０℃で６ｈ通風乾燥を行なった。活性炭への親水化剤の添着の有無はＩＲ測定により確認した。
得られた親水化処理活性炭について、ポット型浄水器の容器に充てんし、通水試験を行った。併せて、親水化処理していない活性炭についても同様に試験を行った。その結果を表１に示す。
【００３９】
［回分通水試験］
＜前処理操作＞
塩素濃度２ｐｐｍ、水温２０℃の１０００ｍＬの試験水を本体容器に満たし、ロートを本体容器に装着する。次に吸着材６０ｍＬ（４０ｍｍφ）を充てんしたカートリッジをロートに装着し、カートリッジを本体容器内の試験水に浸漬させる。浸漬開始から１０分後本体容器中の水を捨てて前処理完了とする。
＜本操作＞
本体容器には予め通水量９５％到達時の印をつけておき、本体容器にロートと前処理されたカートリッジを装着する。次に本体容器の上部に位置するロートに１０００ｍＬの試験水を注水すると同時にタイマーをスタートさせ、ろ過水のレベルが予め印をつけておいた通水量９５％ろ過時点に到達した時点でタイマーをストップさせて、時間（ｓｅｃ）を読み取り、１回あたりの平均ろ過流量を算出する。
【００４０】
［遊離残留塩素除去性能試験］
遊離残留塩素除去性能試験はJIS S 3201 家庭用浄水器試験方法に準じて測定した。
【００４１】
［粒度］
活性炭の粒度は、ＪＩＳ Ｋ １４７４に準じて測定した。
［親水性金属酸化物粒子添着量］
親水性金属酸化物を添着する前の吸着材の質量を計測し、その吸着材に親水性金属酸化物を添着し、１５０℃で６ｈ通風乾燥した後の質量から親水性金属酸化物粒子添着量を算出した。
［ＢＥＴ比表面積］
実施例及び比較例で得られた疎水化吸着材のＢＥＴ比表面積は、自動比表面積／細孔分布測定装置（島津・マイクロメリティク製、ＴＲＩＳＴＡＲ３０００型）を用い、１５０℃で真空脱気処理した試料について、窒素ガス吸着法にて測定し、ＢＥＴ法で算出した。
【００４２】
【表１】
【００４３】
表１、図１から明らかなように、比較例に比べ、実施例では残留塩素を効率よく吸着する。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の親水化吸着材は、多孔質体の表面は親水化でありながら、多孔質体の細孔は閉塞せずに吸着能は維持できるという実用性を有し、通水性に優れ、残留塩素除去性能を発揮するため、自重圧力による浄水器に好適に利用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質体の表面は親水化でありながら、多孔質体の細孔は閉塞せずに吸着能は維持できるという実用性を有し、通水性に優れ、残留塩素除去性能を発揮する親水化吸着材、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水道水に対する関心が高まり、浄水器やミネラルウォーターなどが浸透してきているが、その要因としては水源地の汚染、水道水の水質低下や、都市部の人口増加に伴う高層マンション、団地などにおける受水槽による異物侵入、汚れなどがあげられる。最近においては蛇口への接続が不要なポット型浄水器が普及してきており、蛇口からポットに水を入れるだけで浄化された水が得られる手軽さが特徴となっている。しかし、このような浄水器は水圧が強制的に掛からないためろ過流量の改良が要求されている。特に初期の未使用の活性炭の表面は疎水性であるため活性炭へ水が馴染むまでの時間が掛かってすぐには定常のろ過流量には達しないという問題がある。上記背景を鑑みて、発明者らは、水のろ過流量を向上させるために、活性炭を３００〜４００℃で空気酸化させることにより、表面酸化物であるカルボキシルキ基、カルボニル基およびラクトン等を活性炭表面に固定化を試みたが表面官能基の生成量は不安定であり、再現性に乏しく実用的なものではなかった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】真田雄三・鈴木基之・藤元 薫／編「新版 活性炭 基礎と応用」Ｐ９〜１７ 講談社
【非特許文献２】島田将慶「活性炭素繊維」Ｐ５３〜５５冬樹社
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらポット型浄水器は、蛇口直結型浄水器が水圧によって強制的にろ過しているのに対し、ポットに貯まった水の重力でろ過するためろ過流量の改良が要求されている。
上記のような未処理の活性炭を内蔵したポット型浄水器は活性炭そのものが疎水性であり、活性炭の細孔内の空気が水と置換されるまでに時間が掛かり、初回のろ過流量が最も低い。したがって僅かでもろ過流量の速いものが望ましく、なおかつ活性炭が持つ細孔構造は潰さないで、水道水に含まれる塩素、トリハロメタン等を素早く取り除くことができる浄水器が要望されている。
本発明によれば、活性炭表面に網目構造を持った親水性金属酸化物粒子を表面に添着することにより、粒状活性炭の細孔を閉塞することなく、水道水をスムーズにろ過できるポット型浄水器用の活性炭を提供することができる。親水化吸着材を得るには、まず添着する多孔質体に適した金属酸化物粒子の大きさを選定することである。吸着材は材料によって細孔構造が異なっているため、適さない金属酸化物粒子を選定した場合、細孔閉塞の要因となる。次に親水化を実現するためのＲにスルホン酸（塩）を選定する。これらの側鎖は吸着サイトの表面に網目構造を形成し、水との親水性に応じて最適な官能基を選定する。親水化を図るためには、例えばハロゲン類、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、スルホキシル基、ニトロキシル基、及びスルホン酸基等の親水性基が挙げられる。最後に最適な親水性金属酸化物粒子を多孔質体に添着させることによって課題を解決することが可能となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、本発明に至った。
即ち、本発明は、式（１）で表されるケイ素化合物で表面修飾された親水性金属酸化物粒子を多孔質体に添着させたことを特徴とする親水化吸着材である。
ＭＯＳ（＝Ｏ）２−Ｒ−Ｓｉ（ＣＨ３）ｎ（−Ｘ）３−ｎ （１）
｛式中、Ｍは金属イオン又はアンモニウム（ＮＨ４）基、Ｒは炭素数１〜１０のアルキレン基（本アルキレン鎖中に、ウレタン結合又はウレア結合を含有していても良い）であり、Ｘは炭素数１〜３のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｎは０〜２を表す。}
【０００６】
また本発明は、親水性金属酸化物粒子に水溶性有機溶媒を加えて溶解（分散）させ、多孔質体を浸漬あるいは噴霧処理して乾燥することによる前記親水化吸着材の製造方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明で製造された親水化吸着材は、多孔質体の細孔を閉塞せずに親水性を示すため、水や極性を持った溶媒において吸着性能を発揮させることが可能である。液相用途における吸着、回収、分離といった用途に効果を発揮する。また本発明の親水化吸着材を得るための製造法を取れば、細孔特性、対象溶媒に合わせて調整を図ることができ、安定した親水性の吸着材として機能を発揮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は回分回数と平均ろ過流量の関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明において、親水性金属酸化物粒子は、式（１）で表されるケイ素化合物で表面修飾される。
ＭＯＳ（＝Ｏ）２−Ｒ−Ｓｉ（ＣＨ３）ｎ（−Ｘ）３−ｎ （１）
｛式中、Ｍは金属イオン又はアンモニウム（ＮＨ４）基、Ｒは炭素数１〜１０のアルキレン基（本アルキレン鎖中に、ウレタン結合又はウレア結合を含有していても良い）であり、Ｘは炭素数１〜３のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｎは０〜２を表す。}
【００１０】
式（１）において、Ｍの金属イオンとしては、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、銀イオン、銅イオン及びニッケルイオンが挙げられる。
アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、セシウムイオン、マグネシウムイオン及びカルシウムイオンなどが挙げられる。
Ｍのうち好ましくは、アルカリ金属イオンであり、特に好ましいのはリチウムイオンである。
【００１１】
式（１）において、Ｒの炭素数１〜１０のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基等が挙げられる。これらのうちコスト及び原料入手の点を考慮すると、好ましくはプロピレン基である。
【００１２】
式（１）において、Ｘの炭素数１〜３のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基が挙げられる。
これらのうちコストの点を考慮すると、好ましくはメトキシ基、エトキシ基である。
【００１３】
上記式（１）で表されるケイ素化合物の具体例として、下記の化合物が挙げられる。
ＬｉＯＳ（＝Ｏ）２−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｓｉ（−ＯＣＨ３）３
ＬｉＯＳ（＝Ｏ）２−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｓｉ（−ＯＣ２Ｈ５）３
ＮａＯＳ（＝Ｏ）２−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｓｉ（−ＯＣＨ３）３
ＮａＯＳ（＝Ｏ）２−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｓｉ（−ＯＣ２Ｈ５）３
ＫＯＳ（＝Ｏ）２−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｓｉ（−ＯＣＨ３）３
ＫＯＳ（＝Ｏ）２−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｓｉ（−ＯＣ２Ｈ５）３
【００１４】
金属酸化物粒子の金属酸化物としては、シリカ、チタニア、アルミナ及びジルコニアが挙げられる。
金属酸化物粒子の大きさは、５〜２００ｎｍが好ましく、より好ましくは５〜１５０ｎｍ、さらに好ましくは１０〜１００ｎｍである。
金属酸化物粒子は、形態として金属酸化物ゾルが好ましく、シリカゾルがさらに好ましく、オルガノシリカゾルが特に好ましい。
なお、オルガノゾルとは、ナノレベルで表面改質をしたコロイダルシリカを有機溶媒に安定的に分散させたコロイド溶液であり、アルコール、ケトン、エーテル、トルエン等の各種有機溶媒に分散可能である。
具体的には日産化学社製のオルガノシリカゾル（メタノールシリカゾル、ＩＰＡ−ＳＴ、ＩＰＡ−ＳＴ、ＩＰＡ−ＳＴ−ＵＰ、ＩＰＡ−ＳＴ−ＺＬ、ＥＧ−ＳＴ、ＮＰＣ−ＳＴ−３０、ＤＭＡＣ−ＳＴ、ＭＥＫ−ＳＴ、ＭＩＢＫ−ＳＴ、ＰＭＡ−ＳＴ及びＰＧＭ−ＳＴ）や扶桑化学社製の高純度オルガノシリカゾル（ＰＬ−１−ＩＰＡ、ＰＬ−２Ｌ−ＰＧＭＥ及びＰＬ−２Ｌ−ＭＥＫ）等が挙げられる。
これらは単独のみならず、複数で用いても良い。
【００１５】
金属酸化物粒子を上記式（１）で表されるケイ素化合物で表面修飾することにより親水性金属酸化物粒子が得られる。
すなわち、金属酸化物粒子とケイ素化合物を、水を少量含有した有機溶媒又は水中で加熱反応させることにより、金属酸化物粒子の表面にケイ素化合物を化学結合させる方法によって得られる。
【００１６】
金属酸化物粒子に上記式（１）で表されるケイ素化合物を反応させる場合の溶媒としては、アルコール系溶媒：メタノール、エタノール、イソプロパンール、ｎ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及び１，４−ブタンジオール等、エーテル系溶媒：ジエチルエーテル、テトラハイドロフラン及びジオキサン等、ケトン系溶媒：アセトン及びメチルエチルケトン等、非プロトン溶媒：ジメチルスルホキサイド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等及びこれらの混合溶媒等が挙げられる。また、これらの溶媒と水との混合物も挙げられ、水の体積比率は、３０％以下が好ましく、より好ましくは５％以下である。
これらのうち好ましいのは、アルコール系溶媒であり、これらの溶媒は1種又は２種以上で使用できる。
【００１７】
溶媒に対する原料の金属酸化物粒子の濃度は１〜５０質量分率％であり、好ましくは1〜３０質量分率％である。
【００１８】
金属酸化物粒子に対するケイ素化合物の量は金属酸化物粒子１ｇに対して０．０１〜１０．０ｍｍｏｌが好ましく、２．０〜５．０ｍｍｏｌが特に好ましい。
【００１９】
ケイ素化合物を添加する際の温度は限定されないが、常温（約２０℃）から沸点が好ましい。
反応温度も限定されないが、常温（約２０℃）から沸点が好ましい。
反応時間も限定されないが、１０分から４８時間が好ましく、６時間から２４時間が特に好ましい。
【００２０】
親水性金属酸化物粒子は、作業性を向上させる為に希釈溶剤を含有させても良い。希釈溶媒としては、本発明の修飾金属酸化物ゾルと反応せず、これらを溶解及び／又は分散させるものであれば制限がなく、例えば、エーテル系溶剤（テトラハイドロフラン、ジオキサン等）、アルコール系溶剤（メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉｓｏ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール等）、ケトン系溶剤（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）及び非プロトン性溶媒（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド等）及び水等が挙げられる。
【００２１】
希釈溶媒を含有する場合、希釈溶媒の含有量は、例えば、全溶媒に対する、本発明の修飾金属酸化物ゾルの質量分率％が、０.０１〜１５質量分率％（好ましくは０．０５〜１０質量分率％、特に好ましくは０．１〜７．５質量分率％）となる量である。
【００２２】
本発明の親水化吸着材は、親水性金属酸化物粒子を多孔質体に添着させることにより得られる。
原料として用いられる多孔質体は、多数の微細な空孔を備えるものであれば特に限定されるものではないが、好適な例としては、活性炭、ゼオライト、アルミナ及びシリカが挙げられる。
【００２３】
活性炭としては、種々の活性炭、例えば、黒鉛、鉱物系材料（褐炭、れき青炭などの石炭、石油又は石炭ピッチなど）、植物系材料（木材、果実殻（やし殻など）など）、動物系材料（動物の骨、皮など）、高分子材料（ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、フェノール系樹脂、セルロース、再生セルロースなど）などを原料とする活性炭などが挙げられる。活性炭は、これらの原料を必要に応じて炭化又は不融化した後、賦活処理することにより得ることができる。なお、炭化方法、不融化方法、賦活方法は、特には限定されず、慣用の方法が利用できる。例えば、賦活は、炭素原料（又はその炭化物若しくは不融化物）を賦活ガス（水蒸気、二酸化炭素など）中、５００〜１０００℃程度で熱処理するガス賦活法、炭素原料（又はその炭化物若しくは不融化物）を賦活剤（リン酸、塩化亜鉛、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなど）と混合し、３００〜８００℃程度で熱処理する化学的賦活法などにより行うことができる。
【００２４】
活性炭のうち、やし殻活性炭などの植物系活性炭、石炭などを原料とする鉱物系活性炭、ピッチ系活性炭・ＰＡＮ系活性炭・セルロース系活性炭・フェノール系活性炭などの高分子系活性炭などが好ましい。活性炭は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【００２５】
多孔質体の形状は、特に制限されず、繊維状、ペレット状、粒状、ハニカム状、ペーパー状であってもよい。
【００２６】
多孔質体の比表面積は、例えば、３５０〜２５００ｍ２／ｇ、好ましくは５００〜２０００ｍ２／ｇ、さらに好ましくは７００〜１９００ｍ２／ｇ程度である。
【００２７】
多孔質体は、単独で用いてもよく、多孔質体とバインダー成分（又は賦形成分）とで構成された成形体として用いてもよい。
バインダー成分としては、多孔質体を適当な形状（例えば、粒状、シート状、ハニカム状など）に賦形又は成形できればよく、例えば、セピオライト、ゼオライト、アタパルジャイト、タルク、モンモリロナイトなどの無機粘土鉱物、フェノール系樹脂、ピッチ系樹脂などの結合剤に限らず、繊維成分なども含まれる。これらのバインダー成分は、単独で又は二種以上組み合わせて使用でき、必要により、結合剤と繊維成分とを組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
前記バインダー成分のうち、繊維成分としては、合成繊維（ポリエステル繊維（ポリエチレンテレフタレート繊維など）、ポリアミド繊維、ポリカーボネート繊維、ポリイミド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリエーテルスルホン繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリアセタール繊維、フェノール樹脂繊維、ポリアリレート繊維、液晶ポリマー繊維など）、半合成繊維（セルロースアセテートなどのセルロースエステル繊維など）、天然繊維（例えば、セルロース繊維、綿、麻、岩綿、羊毛繊維など）、無機繊維（炭素繊維、炭化ケイ素繊維、ガラス繊維、シリカ−アルミナ繊維など）などが挙げられる。これらの繊維成分は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。上記繊維成分のうち、セルロース繊維、セルロースエステル繊維、又はこれらのセルロース系繊維を含有する混合繊維、パルプなどが好ましい。繊維成分は、必要により、叩解してもよい。
【００２９】
多孔質体とともにバインダー成分を用いた成形体には、通常、(i)多孔質体と結合剤と、必要により繊維成分とを用いて、繊維状、シート状、ハニカム状などに成形したり、ペレット化した成形体、及び(ii)多孔質体と、繊維成分と、必要により結合剤とを用いて、抄紙などの手段でシート状に成形した成形体などが含まれる。
【００３０】
バインダー成分を含む前記成形体において、バインダー成分の割合は、多孔質体１００質量部に対して、例えば、０．１〜５００質量部、好ましくは１〜４００質量部、さらに好ましくは５〜３００質量部程度であってもよい。例えば、多孔質体を繊維成分とともに抄紙した抄紙構造を有する多孔質体などでは、バインダー成分（繊維成分）の割合は、多孔質体１００質量部に対して、例えば、１０〜５００質量部、好ましくは５０〜４５０質量部、さらに好ましくは１００〜３５０質量部程度であってもよい。
【００３１】
このような多孔質体含有成形体の形状は、特に制限されず、粒状（粉粒状又はペレット状）、繊維状、シート状、ハニカム状であってもよい。
【００３２】
親水性金属酸化物粒子の添着量は、多孔質体に対して、好ましくは０．０１〜２０質量分率％、特に好ましくは１〜１０質量分率％である。
【００３３】
親水性金属酸化物粒子の多孔質体への添着は、例えば、親水性金属酸化物粒子に水溶性有機溶媒を加えて溶解（分散）させ、多孔質体を浸漬処理して乾燥する方法が挙げられる。
水溶性有機溶媒としては、アルコール類が好適であり、メタノール及びエタノールが特に好ましい。
温度は通常２５〜１５０℃程度、時間は１〜６時間である。
【００３４】
本発明において、親水性金属酸化物粒子の一次粒子の平均粒子径は、ナノメーターサイズ、例えば、１〜５００ｎｍ、好ましくは５〜２５０ｎｍ、さらに好ましくは７〜１００ｎｍ程度であり、通常、５〜７５ｎｍ程度であってもよい。一次粒子の平均粒子径が小さすぎると取り扱いが困難となる場合があり、大きすぎると吸着能が低下する。
また、疎水性金属酸化物粒子の二次粒子の平均粒子径は、例えば、０．００１〜１００μｍ、好ましくは０．００５〜３０μｍ、さらに好ましくは０．００７〜２０μｍ程度である。疎水化材の平均径が小さすぎても大きすぎても吸着能が低下する。
なお、親水性金属酸化物粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ、HITACHI H-7100）で撮影した画像に基づいて、１００個の一次粒子についてサイズを測定し、測定値を加算平均することにより算出できる。
親水化吸着材の比表面積は、例えば、比表面積は、例えば、３００〜２４００ｍ２／ｇ、好ましくは４００〜１９００ｍ２／ｇ、さらに好ましくは６００〜１８００ｍ２／ｇ程度であってもよい。
なお、比表面積は、分析装置（島津・マイクロメリティク製、ＴＲＩＳＴＡＲ３０００型）を用い、１５０℃で真空脱気処理した試料について、窒素ガス吸着法にてＢＥＴ法で算出した。
【００３５】
本発明の親水化吸着材は水、アルコール等の極性溶媒といった液相での吸着材として好適に用いられる。
本発明で親水化処理された吸着材は、水道水圧を利用しない浄水器に用いられる。たとえば、ポット型浄水器、携帯型浄水器等に最適に用いられる。
吸着材として汎用的に用いられるのは活性炭であるが、活性炭そのものは疎水性であり、活性炭の細孔内の空気が水と置換されるまでに時間が掛かり、初回のろ過流量が最も遅い。特に最初は活性炭の微粉と取り除くために水道水でろ過したり、活性炭の入ったカートリッジごとを水道水に浸漬させたりして、細孔内の空気を水で置換する前処理操作が必須となっている。ろ過流量は、通水回数を重ねる度に向上し、何回か繰り返すことによって安定する。好ましくは少ない回数で
安定したろ過流量に達する吸着材が望まれている。
【実施例】
【００３６】
以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明する。実施例は、本発明を説明するものであり、制限を加えるものではない。
【００３７】
製造例１
３−（トリメトキシシリル）プロパン−１−チオール（チッソ株式会社製）２０ｇ、エタノール５００ｇ、水１３０ｇ、及び、ＩＰＡ−ＳＴ（日産化学工業製、３０ｗｔ％イソプロパノール溶液）１２０ｇを混合し、バス温９０℃で一晩加熱還流した。反応後、過酸化水素を７０ｇ添加し、さらに一晩加熱還流した。反応終了後、室温で、この反応液に、水酸化リチウム一水和物４．２８ｇ、酢酸１０ｍＬ、水２０ｍＬを混合して得られた水溶液を添加して中和した。さらにこの溶液に、酢酸ナトリウム０．４ｇと水２０ｍＬを加えて攪拌し、親水性金属酸化物粒子を作製した。
【００３８】
実施例１〜３、比較例１
活性炭を約１５０ｇに対して、製造例１で作製した親水性シリカゾル分散液を、固形分が活性炭の１〜３質量分率％となるように採取し、これをエタノールで希釈し、約５０ｇの親水化処理液とした。調製した親水化処理液を活性炭に含ませ、これを１５０℃で６ｈ通風乾燥を行なった。活性炭への親水化剤の添着の有無はＩＲ測定により確認した。
得られた親水化処理活性炭について、ポット型浄水器の容器に充てんし、通水試験を行った。併せて、親水化処理していない活性炭についても同様に試験を行った。その結果を表１に示す。
【００３９】
［回分通水試験］
＜前処理操作＞
塩素濃度２ｐｐｍ、水温２０℃の１０００ｍＬの試験水を本体容器に満たし、ロートを本体容器に装着する。次に吸着材６０ｍＬ（４０ｍｍφ）を充てんしたカートリッジをロートに装着し、カートリッジを本体容器内の試験水に浸漬させる。浸漬開始から１０分後本体容器中の水を捨てて前処理完了とする。
＜本操作＞
本体容器には予め通水量９５％到達時の印をつけておき、本体容器にロートと前処理されたカートリッジを装着する。次に本体容器の上部に位置するロートに１０００ｍＬの試験水を注水すると同時にタイマーをスタートさせ、ろ過水のレベルが予め印をつけておいた通水量９５％ろ過時点に到達した時点でタイマーをストップさせて、時間（ｓｅｃ）を読み取り、１回あたりの平均ろ過流量を算出する。
【００４０】
［遊離残留塩素除去性能試験］
遊離残留塩素除去性能試験はJIS S 3201 家庭用浄水器試験方法に準じて測定した。
【００４１】
［粒度］
活性炭の粒度は、ＪＩＳ Ｋ １４７４に準じて測定した。
［親水性金属酸化物粒子添着量］
親水性金属酸化物を添着する前の吸着材の質量を計測し、その吸着材に親水性金属酸化物を添着し、１５０℃で６ｈ通風乾燥した後の質量から親水性金属酸化物粒子添着量を算出した。
［ＢＥＴ比表面積］
実施例及び比較例で得られた疎水化吸着材のＢＥＴ比表面積は、自動比表面積／細孔分布測定装置（島津・マイクロメリティク製、ＴＲＩＳＴＡＲ３０００型）を用い、１５０℃で真空脱気処理した試料について、窒素ガス吸着法にて測定し、ＢＥＴ法で算出した。
【００４２】
【表１】
【００４３】
表１、図１から明らかなように、比較例に比べ、実施例では残留塩素を効率よく吸着する。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の親水化吸着材は、多孔質体の表面は親水化でありながら、多孔質体の細孔は閉塞せずに吸着能は維持できるという実用性を有し、通水性に優れ、残留塩素除去性能を発揮するため、自重圧力による浄水器に好適に利用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）で表されるケイ素化合物で表面修飾された親水性金属酸化物粒子を多孔質体に添着させたことを特徴とする親水化吸着材。
ＭＯＳ（＝Ｏ）２−Ｒ−Ｓｉ（ＣＨ３）ｎ（−Ｘ）３−ｎ （１）
｛式中、Ｍは金属イオン又はアンモニウム（ＮＨ４）基、Ｒは炭素数１〜１０のアルキレン基（本アルキレン鎖中に、ウレタン結合又はウレア結合を含有していても良い）であり、Ｘは炭素数１〜３のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｎは０〜２を表す。}
【請求項２】
金属酸化物粒子の大きさが５〜２００ｎｍである請求項１に記載の親水化吸着材。
【請求項３】
金属酸化物粒子がシリカ、チタニア、アルミナ又はジルコニアである請求項１又は２に記載の親水化吸着材。
【請求項４】
金属酸化物粒子がゾルである請求項１〜３のいずれかに記載の親水化吸着材。
【請求項５】
金属酸化物粒子がオルガノシリカゾルである請求項４に記載の親水化吸着材。
【請求項６】
多孔質体が、活性炭、ゼオライト、アルミナ又はシリカである請求項１〜５のいずれかに記載の親水化吸着材。
【請求項７】
多孔質体の形状が繊維状、ペレット状、粒状、ハニカム状又はペーパー状である請求項６に記載の親水化吸着材。
【請求項８】
多孔質体に対して親水性金属酸化物粒子を１〜２０質量分率％添着させた請求項１〜７のいずれかに記載の親水化吸着材。
【請求項９】
多孔質体に対して親水性金属酸化物粒子を１〜１０質量分率％添着させた請求項１〜７のいずれかに記載の親水化吸着材。
【請求項１０】
親水性金属酸化物粒子に水溶性有機溶媒を加えて溶解（分散）させ、多孔質体を浸漬処理して乾燥することによる請求項１〜９のいずれかに記載の親水化吸着材の製造方法。
【請求項１】
式（１）で表されるケイ素化合物で表面修飾された親水性金属酸化物粒子を多孔質体に添着させたことを特徴とする親水化吸着材。
ＭＯＳ（＝Ｏ）２−Ｒ−Ｓｉ（ＣＨ３）ｎ（−Ｘ）３−ｎ （１）
｛式中、Ｍは金属イオン又はアンモニウム（ＮＨ４）基、Ｒは炭素数１〜１０のアルキレン基（本アルキレン鎖中に、ウレタン結合又はウレア結合を含有していても良い）であり、Ｘは炭素数１〜３のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｎは０〜２を表す。}
【請求項２】
金属酸化物粒子の大きさが５〜２００ｎｍである請求項１に記載の親水化吸着材。
【請求項３】
金属酸化物粒子がシリカ、チタニア、アルミナ又はジルコニアである請求項１又は２に記載の親水化吸着材。
【請求項４】
金属酸化物粒子がゾルである請求項１〜３のいずれかに記載の親水化吸着材。
【請求項５】
金属酸化物粒子がオルガノシリカゾルである請求項４に記載の親水化吸着材。
【請求項６】
多孔質体が、活性炭、ゼオライト、アルミナ又はシリカである請求項１〜５のいずれかに記載の親水化吸着材。
【請求項７】
多孔質体の形状が繊維状、ペレット状、粒状、ハニカム状又はペーパー状である請求項６に記載の親水化吸着材。
【請求項８】
多孔質体に対して親水性金属酸化物粒子を１〜２０質量分率％添着させた請求項１〜７のいずれかに記載の親水化吸着材。
【請求項９】
多孔質体に対して親水性金属酸化物粒子を１〜１０質量分率％添着させた請求項１〜７のいずれかに記載の親水化吸着材。
【請求項１０】
親水性金属酸化物粒子に水溶性有機溶媒を加えて溶解（分散）させ、多孔質体を浸漬処理して乾燥することによる請求項１〜９のいずれかに記載の親水化吸着材の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１３−１０３１７９（Ｐ２０１３−１０３１７９Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４９０３８（Ｐ２０１１−２４９０３８）
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【出願人】（５９１１４７６９４）大阪ガスケミカル株式会社 (85)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【出願人】（５９１１４７６９４）大阪ガスケミカル株式会社 (85)
【Ｆターム（参考）】
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