(57)【要約】【課題】  工場廃水、排ガス中等のリン成分、環境ホルモン等の有害物質に対して優れた吸着能を有するオキシ水酸化鉄を有利に製造する方法、及びその方法により得られた吸着材を提供すること。【解決手段】  （ａ）３価の鉄イオン含有溶液に塩基を加え、ｐＨを３．３〜６に調整することにより、オキシ水酸化鉄を含む沈殿物を生成させる工程、（ｂ）該沈殿物を１００℃以下の温度で乾燥することによってオキシ水酸化鉄を得る工程、及び（ｃ）得られたオキシ水酸化鉄を水と接触させた後、１００℃以下の温度で乾燥する工程、を順次行うことを特徴とするオキシ水酸化鉄の製造方法、及びその方法により得られた吸着材である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）３価の鉄イオン含有溶液に塩基を加え、ｐＨを３．３〜６に調整することにより、オキシ水酸化鉄を含む沈殿物を生成させる工程、
（ｂ）該沈殿物を１００℃以下の温度で乾燥することによってオキシ水酸化鉄を得る工程、及び
（ｃ）得られたオキシ水酸化鉄を水と接触させた後、１００℃以下の温度で乾燥する工程、を順次行うことを特徴とするオキシ水酸化鉄の製造方法。
【請求項２】
（ａ）工程におけるｐＨを３．５〜５．５に調整する請求項１に記載のオキシ水酸化鉄の製造方法。
【請求項３】
乾燥を４０℃以上６０℃未満の温度で行う請求項１又は２に記載のオキシ水酸化鉄の製造方法。
【請求項４】
乾燥を空気中、真空中又は不活性ガス中のいずれかの雰囲気中で行う請求項１〜３のいずれかに記載のオキシ水酸化鉄の製造方法。
【請求項５】
３価の鉄イオン含有溶液の濃度が０．０１〜５ｍｏｌ／Ｌである請求項１〜４のいずれかに記載のオキシ水酸化鉄の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の方法により得られたオキシ水酸化鉄を主成分とするオキシ水酸化鉄吸着材。
【請求項７】
ＢＥＴ比表面積が１００〜４００ｍ2／ｇである請求項６に記載のオキシ水酸化鉄吸着材。
【請求項８】
オキシ水酸化鉄１ｋｇ当りの水酸基含有量が３ｍｏｌ以上である請求項６及び７に記載のオキシ水酸化鉄吸着材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オキシ水酸化鉄の製造方法及びオキシ水酸化鉄吸着材に関する。さらに詳しくは、本発明は、工場廃水、排ガス中等のリン成分等の有害物質に対して優れた吸着能を有するオキシ水酸化鉄を有利に製造する方法、及びその方法により得られた吸着材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、科学技術の発展に伴って、多種多様な化学物質が製造、使用されている。このような化学物質は、人の健康や生態系に有害な影響を及ぼすものも数多く存在している。例えば、水処理の場合、有機もしくは無機のリン、フッ素、ヒ素、モリブデン、クロム、アンチモン、セレン、ホウ素、テルル、ベリリウム、シアン等が有害物質として知られている。また、気体処理の場合、排ガス中の硫化水素、メルカプタン、青酸、フッ化水素、塩化水素、ＳＯx、ＮＯx、その他、リン、ヒ素、アンチモン、硫黄、セレン、テルル化合物、シアノ化合物等が有害物質として知られている。
上記有害物質は、飲料水、水道水、ミネラルウォーター、治療用水、農業用水、工業廃水、及び空気中、排ガス中等に溶解、懸濁、乳化もしくは浮遊した状態で含まれている場合があり、これらの有害物質を分離、除去することが試みられている。
【０００３】
従来、工業廃水等から有害な化学物質を吸着するための鉄系吸着材について、種々の提案がなされている。例えば、粒度５０μｍ以下の含水酸化鉄を２００〜５００℃で加熱し、含水酸化鉄中の結晶水を蒸発させ、細孔を０．１〜５０ｎｍ、比表面積１５〜２００ｍ2 ／ｇの含水酸化鉄（特許文献１参照）が提案されている。
しかしながら、特許文献１では、２００〜５００℃で加熱処理しているため、エネルギー消費が大きく、工業的に不利である。しかも、リン成分等の有害物質の吸着に必要な鉄系吸着材の吸着サイト（水素結合サイト）が、高温加熱処理により減少しているため、吸着力が十分でないという問題点があった。
【０００４】
また、鉄イオン溶液にアルカリを加えてｐＨを３に調整し、低温で乾燥することによって得られた、非晶質の水酸化鉄系の沈殿生成物からなる陰イオン吸着材（特許文献２参照）が知られている。
しかしながら、ｐＨ３では1×１０-3ｍｏｌ／ｄｍ-3の３価の鉄イオンが残存し、水酸化鉄が安定に沈殿できない。しかも、特許文献２の方法では、本発明方法における（ｃ）工程の水処理及び乾燥処理を行っていないため、得られる吸着材は、比表面積が小さく吸着力も十分でないという問題点があった。
また、ＢＥＴ比表面積５０〜５００ｍ2／ｇの微粒子状オキシ水酸化鉄の凝集物の製造方法（特許文献３参照）も提案されている。
しかしながら、特許文献３のオキシ水酸化鉄は、粒子系がナノサイズで小さいため、反応性は優れているが、粒子の飛散や摩擦による発火等の恐れがあり、取り扱いに不便であり、さらに吸着物質の回収も困難であるという問題点があった。
このため、有害物質の吸着能が十分であり、かつ取り扱いの容易な吸着材の開発が望まれていた。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５４２３４号公報
【特許文献２】特開２００３−３３４５４２号公報
【特許文献３】特開２００４−５０９７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の現状に鑑み、工場廃水、排ガス中等のリン成分、環境ホルモン等の有害物質に対して優れた吸着能を有するオキシ水酸化鉄を有利に製造する方法、及びその方法により得られた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】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、３価の鉄イオン含有溶液を出発原料として生成したオキシ水酸化鉄を含む沈殿物を低温乾燥し、更に水と接触させた後、再度低温乾燥することにより、上記目的を達成しうることを見出した。発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
（１）（ａ）３価の鉄イオン含有溶液に塩基を加え、ｐＨを３．３〜６に調整することにより、オキシ水酸化鉄を含む沈殿物を生成させる工程、
（ｂ）該沈殿物を１００℃以下の温度で乾燥することによってオキシ水酸化鉄を得る工程、及び
（ｃ）得られたオキシ水酸化鉄を水と接触させた後、１００℃以下の温度で乾燥する工程、を順次行うことを特徴とするオキシ水酸化鉄の製造方法、並びに
（２）前記（１）に記載の方法により得られたオキシ水酸化鉄を主成分とするオキシ水酸化鉄吸着材、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の製造方法によれば、リン成分、環境ホルモン等の有害物質に対して優れた吸着能を有するオキシ水酸化鉄を効率的に製造することができる。
また、本発明の製造方法により得られたオキシ水酸化鉄を主成分とする吸着材は、比表面積が大きく、かつ従来の５〜８倍の陰イオン吸着サイト（水素結合サイト）を有しているため、リン酸イオン等の陰イオン種に対して優れた吸着力を発揮し、浄水、排水又は気体浄化等の分野で好適に使用することができる。
また、本発明の吸着材は、再使用が容易であるため実用性が高く、吸着した陰イオン種を溶離させることにより、陰イオン種に含まれる元素を効率的に回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のオキシ水酸化鉄の製造方法は、（ａ）３価の鉄イオン含有溶液に塩基を加え、ｐＨを３．３〜６に調整することにより、オキシ水酸化鉄を含む沈殿物を生成させる工程、
（ｂ）該沈殿物を１００℃以下の温度で乾燥することによってオキシ水酸化鉄を得る工程、及び
（ｃ）得られたオキシ水酸化鉄を水と接触させた後、１００℃以下の温度で乾燥する工程、を順次行うが、中でも（ｃ）工程が大きな特徴である。
【００１０】
本発明方法の（ａ）工程において、原料溶液である３価の鉄イオン含有溶液としては、塩化第二鉄〔ＦｅＣｌ3〕、硫酸第二鉄〔Ｆｅ2（ＳＯ4）3〕、硝酸第二鉄〔Ｆｅ（ＮＯ3）3〕等の第二鉄化合物を含有する溶液が挙げられる。これらの中では、反応性等の観点から、塩化第二鉄〔ＦｅＣｌ3〕の水溶液が好ましい。
【００１１】
塩基は、３価の鉄イオン含有溶液を中和し、ｐＨを調整して、オキシ水酸化鉄を含む沈殿生成物を生成させるために使用する。塩基としては、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｎａ2ＣＯ3、Ｋ2ＣＯ3、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2、ＣａＣＯ3、ＮＨ3、ＮＨ4ＯＨ、ＭｇＯ、ＭｇＣＯ3等を使用することができる。これらの中では、特に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が好ましい。
【００１２】
用いる３価の鉄イオン含有溶液及び塩基の濃度に特に制限はない。塩基の反応制御の容易さの観点から、３価の鉄イオン含有溶液の濃度は０．０１〜５ｍｏｌ／Ｌが好ましく、０．０５〜３ｍｏｌ／Ｌが更に好ましい。また、塩基の濃度は０．１〜１０モル／Ｌが好ましく、１〜５モル／Ｌが更に好ましい。
ｐＨは３．３〜６に調整する必要がある。ｐＨが３．３未満、例えばｐＨ３では、オキシ水酸化鉄の結晶生成の初期段階なので、1×１０-3ｍｏｌ／ｄｍ-3の３価の鉄イオンが残存し、安定状態で沈殿物を生成することが困難である。ｐＨを３．３とすることによって、３価の鉄イオンの残存濃度は1×１０-4ｍｏｌ／ｄｍ-3となり、安定的に水酸化鉄が沈殿できる。また、ｐＨ７付近では塩化第一鉄が沈殿する。従って、適切な水素結合サイトを有するオキシ水酸化鉄を高純度で安定に生成させる観点から、ｐＨは好ましくは３．５〜５．５、更に好ましくは３．７〜５．３とする。
【００１３】
（ａ）工程で得られた沈殿物は吸引濾過等により濾別し、（ｂ）工程に供する。
（ｂ）工程においては、その沈殿物を１００℃以下の温度で乾燥する。温度が１００℃を超えると乾燥は速いが、陰イオンの吸着サイト（水素結合サイト）を適切に残すよう制御することが困難となる。また、温度が低すぎると乾燥に時間がかかりすぎ、実用的でない場合がある。このため、乾燥温度は、好ましくは２０〜８０℃、更に好ましくは３０〜７０℃、特に好ましくは４０℃以上６０℃未満である。乾燥は、空気中、真空中、不活性ガス中のいずれでもよいが、真空条件下で行うことが好ましい。乾燥時間は特に制限はなく、通常２時間〜２日間、好ましくは５時間〜２４時間である。
本発明の（ｂ）工程においては、高温度での乾燥処理がないので、オキシ水酸化鉄の粒子間焼結が起こらない。このため、（ｂ）工程により得られたオキシ水酸化鉄は、３０〜３００ｍ2／ｇ、特に４０〜２００ｍ2／ｇのＢＥＴ比表面積を有する。
【００１４】
また、（ｂ）工程により得られたオキシ水酸化鉄は、水素結合サイト（陰イオン吸着サイト）を大量に含有し、オキシ水酸化鉄１ｋｇ当りの水酸基含有量で３ｍｏｌ−ＯＨ／ｋｇ以上、好ましくは５〜２０ｍｏｌ−ＯＨ／ｋｇ、更に好ましくは７〜３０ｍｏｌ−ＯＨ／ｋｇである。
なお、オキシ水酸化鉄の水酸基含有量は、フーリエ変換赤外分光光度計（拡散反射法）を用いて、ＦｅＯＯＨの Ｏ−Ｈの伸縮状態を測定し、Russel et al., Nature 1974, 248, 220-221からＦｅＯＯＨのピークを３１３０ｃｍ-1及び３４２０ｃｍ-1として、Miura et al., Am. Chem. Soc., Fuel Chem., 1999, 44 (3), 642-646に基づいて算出し、決定することができる。
【００１５】
（ｂ）工程により得られたオキシ水酸化鉄は針状結晶であり、幅が１０〜５００ｎｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍであり、長さ／幅の比（Ｌ／Ｄ）は、通常５／１〜５０／１、好ましくは５／１〜２０／１である。
オキシ水酸化鉄は針状結晶であるが、凝集して凝集体粒子となっている。オキシ水酸化鉄の凝集体粒子としての平均粒子径は１００〜３００μｍ、好ましくは１５０〜２５０μｍである。
ここで、平均粒子径とは、レーザー回折／散乱式粒度分布計（例えば、株式会社堀場製作所、ＬＡ−９２０）を用いて、レーザー回折／散乱法で測定された体積基準粒度分布から算出されるメジアン径を意味する。
【００１６】
本発明方法の（ｃ）工程においては、（ｂ）工程で得られたオキシ水酸化鉄を水と接触させた後、１００℃以下の温度で乾燥する。
温度が１００℃を超えると乾燥は速いが、水素結合サイト（陰イオン吸着サイト）を適切に残すよう制御することが困難となる。また、温度が低すぎると乾燥に時間がかかりすぎ、実用的でない場合がある。このため、乾燥温度は、好ましくは２０〜８０℃、更に好ましくは３０〜７０℃、特に好ましくは４０℃以上６０℃未満である。乾燥は、空気中、真空中、不活性ガス中のいずれでもよいが、真空条件下で行うことが好ましい。乾燥時間は特に制限はなく、通常２時間〜２日間、好ましくは５時間〜２４時間である。
（ｃ）工程における処理により、得られるオキシ水酸化鉄１ｋｇ当りの水酸基含有量（オキシ水酸化鉄の吸着サイト）は、３ｍｏｌ−ＯＨ／ｋｇ−ＦｅＯＯＨ以上、好ましくは５〜２０ｍｏｌ−ＯＨ／ｋｇ、更に好ましくは７〜３０ｍｏｌ−ＯＨ／ｋｇのままで大きく変化しない。しかし、ＢＥＴ比表面積は、１．２倍以上、好適条件では１．５〜２．５倍増大する。その結果、ＢＥＴ法による比表面積は、好ましくは１００〜４００ｍ2／ｇ、更に好ましくは１２０〜３５０ｍ2／ｇ、特に好ましくは１５０〜３００ｍ2／ｇとなる。
本発明の（ｃ）工程においては、高温度での乾燥処理がないので粒子間焼結がなく、増大したＢＥＴ比表面積が減少することはない。
凝集体粒子としての平均粒子径は、８０〜３００μｍ、好ましくは１００〜２００μｍである。
【００１７】
（ｃ）工程の水処理による比表面積増大のメカニズムについては、次の（１）、（２）が考えられる。
（１）３価の鉄イオン含有溶液に水酸化ナトリウム等の塩基を添加するので、ＦｅＯＯＨ凝集体中に不純物としてＮａＣｌの結晶がナノサイズで生成する。これが水と接触することによってＮａＣｌが溶解し、ＮａＣｌが溶解した部分は細孔になり、比表面積増大に繋がると考えられる。
（２）ＦｅＯＯＨ製造過程でｐＨを３．３〜６に調整するため、ＦｅＯＯＨを完全に結晶化するには水酸基（ＯＨ）が不足状態にあり、その状態のまま１００℃以下という低温で乾燥することでさらに水酸基が不足状態となる。その状態でオキシ水酸化鉄が水と接触すると急激な吸水が起こり、その吸水によってＦｅＯＯＨの結晶格子間が緩むと考えられる。
【００１８】
本発明方法においては、（ａ）〜（ｃ）の各工程の条件を適宜調整することにより、ＢＥＴ比表面積、水酸基含有量、単独粒子の平均粒子径及び微粒子凝集体の平均粒子径の異なるオキシ水酸化鉄を製造することができる。
【００１９】
オキシ水酸化鉄には、α−ＦｅＯＯＨ（ゲータイト）、β−ＦｅＯＯＨ（アカゲナイト）、γ−ＦｅＯＯＨ（レピドクロサイト）の３種類があるが、本発明方法によるオキシ水酸化鉄はα−ＦｅＯＯＨに近いが、１００％完全なα−ＦｅＯＯＨ（ゲータイト）ではないと考えられる。本発明方法によるオキシ水酸化鉄は、α−ＦｅＯＯＨに近い非晶質ＦｅＯＯＨの微粒子であり、これが大きな凝集体となっており、光沢のある黒色粒子の形態となっている。その凝集体は無数の細孔を保有する。粒子の平均細孔径は、好ましくは０．１〜５．０ｎｍ，更に好ましくは０．５〜１．５ｎｍである。
【００２０】
本発明のオキシ水酸化鉄の結晶構造は基本的には斜方晶であり、ＦｅＯ6８面体はＦｅIIIイオンに３つＯ2-と３つのＯＨ-が配位している。このＦｅIIIイオンに配位したＯＨ-のＯ−Ｈの伸縮が、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴＩＲ）で測定したときに特徴的なスペクトルとして得ることができる。
すなわち、本発明のＦｅＯＯＨのＦＴＩＲスペクトルピークは、Ｏ−Ｈ伸縮を示す３４２０ｃｍ-1に大きなピークがあり、弱い水素結合のＯＨ基を大量に含有していることが特徴である。ＦＴＩＲスペクトルにおけるこの３４２０ｃｍ-1のピークのＯＨ-が、水素結合サイトとして、リン酸イオン等の陰イオン及び環境ホルモンの吸着において大きな役割を果す。
【００２１】
本発明のオキシ水酸化鉄を用いて、水中のリン成分、環境ホルモン等の有害物質を除去する場合、これを充填塔（槽）に充填し、通水する方法で行うことができる。この場合、凝集体粒子の平均細孔径、平均粒子径、ＢＥＴ比表面積等は、吸着除去しようとする有害物質の捕捉に適した値のものを使用する。一般的には、取り扱い性、吸着性、吸着物質の回収性の観点から、平均粒子径が０．２〜１００ｍｍ、好ましくは０．５〜５０ｍｍ、更に好ましくは１〜３０ｍｍの凝集体で多孔質のオキシ水酸化鉄凝集体が適当である。
【００２２】
本発明の製造方法で得られたオキシ水酸化鉄は、非表面積が大きく、かつ従来の５〜８倍の陰イオン吸着サイト（水素結合サイト）を有しているため、陰イオン種に対して優れた吸着力を発揮し、浄水又は気体浄化等の分野で好適に使用することができる。また、再使用が容易であるため実用性が高く、吸着したリン酸イオン等を効率的に分離、回収することができる。
【実施例】
【００２３】
次に、本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明はこれによりなんら限定されるものではない。
（オキシ水酸化鉄の製造）
実施例１
塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ）を０．１ｍｏｌ／Ｌとなるように水に溶解し、室温で撹拌しながら、濃度２モル/ LのＮａＯＨ溶液を添加して溶液全体のｐＨを４に調整した。溶液中に生じた沈殿生成物を２４時間静置し、吸引濾過して、沈殿物を得た。この沈殿物を５０℃で４８時間、定温乾燥器中で乾燥してＦｅＯＯＨを得た。
得られたＦｅＯＯＨのＢＥＴ比表面積は５０．６ｍ2／ｇ、水酸基含有量は１２．７８ｍｏｌ−ＯＨ／ｋｇ−ＦｅＯＯＨ、凝集体粒子としての平均粒子径は、２００μｍであった。
このオキシ水酸化鉄を、パルプ濃度（水重量と乾燥オキシ水酸化鉄との重量比）が５％となるように純水中に投入し、室温で５分間撹拌した。撹拌後に吸引濾過して、オキシ水酸化鉄を得た。得られたオキシ水酸化鉄を５５℃で２４時間乾燥処理した。
得られたオキシ水酸化鉄のＢＥＴ比表面積は２１８．６ｍ2／ｇ、水酸基含有量は１２．８ｍｏｌ−ＯＨ／ｋｇ−ＦｅＯＯＨ、凝集体粒子としての平均粒子径は、１３７．５μｍであった。
なお、測定条件は次のとおりである。
（１）ＢＥＴ比表面積
日本ベル株式会社製、ＢＥＴ比表面積測定装置、型式BELSORP-miniを用いて測定した。
（２）水酸基含有量
日本電子株式会社製、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴＩＲ）、型式ＳＰＸ60（拡散反射法）を用いて、ＦｅＯＯＨの水素結合サイトとして、 Ｏ−Ｈの伸縮状態を測定した。Russel et al., Nature 1974, 248, 220-221からＦｅＯＯＨのピークを３１３０ｃｍ-1及び３４２０ｃｍ-1として、水酸基含有量をMiura et al., Am. Chem. Soc., Fuel Chem., 1999, 44 (3), 642-646に基づいて算出し、決定した。
（３）平均粒子径
株式会社堀場製作所製、レーザー回折／散乱式粒度分布計、型式ＬＡ-920を用いて測定された体積基準粒度分布からメジアン径を算出した。
【００２４】
実施例２〜１０
実施例１において、ｐＨ及び乾燥条件を、第１表に記載した条件としたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を第１表に示す。
なお、真空乾燥の場合は、ゲージ圧０．１ＭＰａで行った。
【００２５】
比較例１
市販試薬のオキシ水酸化鉄（α−ＦｅＯＯＨ、ナカライテスク株式会社製、ＢＥＴ比表面積１０．８ｍ2／ｇ）を２３０℃で２時間加熱処理した。得られたオキシ水酸化鉄のＢＥＴ比表面積は１７０ｍ2／ｇ、水酸基含有量は３ｍｏｌ−ＯＨ／ｋｇ−ＦｅＯＯＨ、凝集体粒子としての平均粒子径は、１８９μｍであった。
【００２６】
比較例２
実施例１において、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ）の代わりに、塩化第一鉄（ＦｅＣｌ2）を用い、ｐＨを８に調整し、得られた沈殿物を７５℃で２４時間乾燥し、（ｃ）工程を行わなかった以外は、実施例１と同様に行った。得られたオキシ水酸化鉄のＢＥＴ比表面積は１３２．０ｍ2／ｇ、水酸基含有量は３．３ｍｏｌ−ＯＨ／ｋｇ−ＦｅＯＯＨ、凝集体粒子としての平均粒子径は、１２３μｍであった。
【００２７】
比較例３〜５
実施例２〜１０において、乾燥条件を第１表に記載した条件としたこと以外は、実施例２〜１０と同様に行った。結果を第１表に示す。
【００２８】
【表１】
2006124239.tif 000002
【００２９】
（オキシ水酸化鉄の評価）
評価試験１
実施法１〜５で得られたオキシ水酸化鉄を、リン濃度５０ｍｇ／Ｌのリン酸溶液に１ｇ／Ｌの割合で投入し、リン酸イオンの吸着性能を評価した。結果を図１に示す。図１から、乾燥温度が５０℃から上昇するに従ってリン吸着量が徐々に減少するが、乾燥温度９０℃でリン吸着率５５％を示し、乾燥温度６０℃未満でリン吸着率７０％以上を示していることが分かる。
なお、リン吸着率（％）は、下式により算出した。
リン吸着率（％）＝（吸着実験後のリン濃度／吸着実験前のリン濃度）×１００
【００３０】
評価試験２
フーリエ変換赤外分光光度計（日本電子社製：型式ＳＰＸ60）を用いて、実施例１で得られたオキシ水酸化鉄、及び市販試薬のオキシ水酸化鉄（α−ＦｅＯＯＨ、ナカライテスク社製）について、ＦｅＯＯＨの水素結合サイトとして、 Ｏ−Ｈの伸縮状態を測定した。結果を図２に示す。
図２から、市販試薬のα−ＦｅＯＯＨも、実施例１で得られたＦｅＯＯＨも、波数２４００ｃｍ-1〜３７００ｃｍ-1にピークが存在しているが、実施例１で得られたＦｅＯＯＨは、波数３４２０ｃｍ-1に大きなピークが存在しており、リン酸イオン等の陰イオン種の吸着能を示す弱い水素結合の水酸基を大量に含有していることが分る。
図３は、実施例１で得られたＦｅＯＯＨを用いて、評価試験１を行った場合のリン酸イオン吸着前と吸着後のＦＴＩＲスペクトルである。リン酸イオン吸着前の波数３４２０ｃｍ-1のピークの水酸基含有量は８．２７ｍｏｌ−ＯＨ／ｋｇ−ＦｅＯＯＨであり、リン酸イオン吸着後の波数３４２０ｃｍ-1のピークの水酸基含有量は３．５４ｍｏｌ−ＯＨ／ｋｇ−ＦｅＯＯＨであった。このようにリン酸イオン吸着後のＦＴＩＲスペクトルは３４２０ｃｍ-1のピークが激減している。これはＦｅＯＯＨの水素結合サイトのＯＨ基の脱離と同時にリン酸イオンが吸着したことを示している。このことから、リン酸イオン等の陰イオン種の吸着除去には、水素結合サイトが寄与していることが分る。
図４は、実施例１において、（ｂ）工程における乾燥温度を５０℃〜４００℃に変化させた場合のＦＴＩＲスペクトルである。加熱温度が上昇するに従って３４２０ｃｍ-1のピークが減少し、１００℃を超えた温度で乾燥すると、水素結合サイトが大幅に減少し、リン酸イオン等の陰イオン種の吸着能が大幅に低下することが分かる。
【００３１】
評価試験３
実施例１で得られたオキシ水酸化鉄と市販試薬のオキシ水酸化鉄（α−ＦｅＯＯＨ、ナカライテスク社製）、及びリン酸イオン含有水（和光純薬工業株式会社製リン標準液）を用いて、リン吸着量とリン平衡濃度の関係（オキシ水酸化鉄量１ｇ／Ｌ、接触時間２４時間）を評価した。結果を図５に示す。
図５からリン酸イオン平衡濃度が上昇するにつれてリン酸イオン吸着量も増加し、実施例１で得られたオキシ水酸化鉄では、平衡濃度２００ｍｇ／Ｌでリン吸着量は４０ｍｇ／ｇあった。一方、市販試薬のオキシ水酸化鉄では、平衡濃度２００ｍｇ／Ｌでリン吸着量は６ｍｇ／ｇあった。この結果、実施例１で得られたオキシ水酸化鉄は、市販試薬のオキシ水酸化鉄の６．７倍の吸着能があることが分る。
【００３２】
評価試験４
リン酸イオン含有廃水（滋賀県石部地区工場排水、リン濃度（リン元素換算）５２．１９ｍｇ／Ｌ）に、実施例１で得られたオキシ水酸化鉄を添加して、リン酸イオン除去能の評価を行った。オキシ水酸化鉄を２ｇ／Ｌ−排水の割合で添加して、２４時間攪拌した後のリン濃度は０ｍｇ／Ｌであり、リン酸イオンを完全に除去できた。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】評価試験１における、実施法１〜５で得られたオキシ水酸化鉄のリンの吸着性能評価の結果を示す図である。
【図２】評価試験２における、実施例１で得られたオキシ水酸化鉄と市販試薬のオキシ水酸化鉄のＦＴＩＲスペクトルである。
【図３】評価試験２における、リン酸イオン吸着前と吸着後のＦＴＩＲスペクトルである。
【図４】評価試験２における、乾燥温度を変化させた場合のＦＴＩＲスペクトルである。
【図５】評価試験３における、リン吸着量とリン平衡濃度の関係を示すグラフである。
【図１】
2006124239.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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