(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される有機ナノ材料における親水部にマグネタイトナノ粒子が直接結合されて複合化されたことを特徴とするナノ複合材。
【化１】
0006528100.tif 000007
ただし、前記一般式（１）中、Ｒは、炭素数６〜２４の炭化水素基を示し、Ｒ’は、アミノ酸側鎖を示し、ｍは、１〜５の整数を示す。
【請求項２】
有機ナノ材料が外径１０ｎｍ〜２００ｎｍのナノチューブ状の構造を有する請求項１に記載のナノ複合材。
【請求項３】
ＲＣＯ−がミリストイル基、パルミトイル基及びステアロイル基のいずれかである請求項１から２のいずれかに記載のナノ複合材。
【請求項４】
Ｒ’が水素原子である請求項１から３のいずれかに記載のナノ複合材。
【請求項５】
ｍが１又は２である請求項１から４のいずれかに記載のナノ複合材。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のナノ複合材を吸着成分として含むことを特徴とする吸着剤。
【請求項７】
請求項６に記載の吸収剤を被処理水に導入することを特徴とする吸収剤の使用方法。
【請求項８】
被処理水のｐＨを１〜９．５に調整後、吸着剤を前記被処理水に導入する請求項７に記載の吸着剤の使用方法。
【請求項９】
被処理水がエネルギー資源産出に付随して産出される随伴水である請求項７から８のいずれかに記載の吸着剤の使用方法。
【請求項１０】
マグネタイトナノ粒子を分散させ、ｐＨを１以下に調整させた第１の水分散液を調製する第１水分散液調製工程と、
下記一般式（１）で表される有機ナノ材料をアルカリとともに分散させた第２の水分散液を調製する第２水分散液調製工程と、
前記第１の水分散液と前記第２の水分散液とを混合させた混合分散液を調製する混合分散液調製工程と、
前記混合分散液のｐＨを３〜４に調整して前記有機ナノ材料に前記マグネタイトナノ粒子を複合化させる複合化工程と、
を含むことを特徴とするナノ複合材の製造方法。
【化２】
0006528100.tif 000008
ただし、前記一般式（１）中、Ｒは、炭素数６〜２４の炭化水素基を示し、Ｒ’は、アミノ酸側鎖を示し、ｍは、１〜５の整数を示す。
【請求項１１】
更に、混合分散液中のナノ複合材を磁石で磁着して前記混合分散液から分離させる分離工程を含む請求項１０に記載のナノ複合材の製造方法。
【請求項１２】
更に、混合分散液から分離されたナノ複合材を水中に再分散させる再分散工程を含む請求項１１に記載のナノ複合材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中に含まれる化学成分を吸着する有機ナノ材料に強磁性体を複合化させたナノ複合材及びその製造方法、並びに、前記ナノ複合材を含む吸着剤及びその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
新興国の経済発展に伴い、水環境汚染や水不足が顕著となっており、排水の浄化処理が非常に重要な課題となっている。また、主要な油ガス田において、石油ガスの産出がピークを越え、産出される石油ガスに対し、付随して産出される随伴水の比率が増加したことや、近年シェールガス・オイルの産出量が増大したことに伴い、随伴水の産出量が大きく増大したことから、こうしたタイプの排水の浄化処理も非常に重要な課題となっている。
更に、環境問題に対する意識の高まりに伴い、排水の浄化処理に対して、より高度な処理が求められている。例えば、随伴水に含まれる化学成分には、少量の油ガス成分、硫化水素、無機塩類、多種にわたる有機物、重金属類などの有害成分が含まれる一方で、これら有害成分は、随伴水からの除去が非常に困難な成分であることから、より効果的な浄化技術の開発が必要とされている。また、有害成分の種類や含有量は、産出される地域、地層などにより大きく異なることから、汎用性の高い浄化技術の開発も必要とされている。【０００３】
排水の浄化処理に用いられる従来技術としては、活性炭を有害成分の吸着剤として用いる浄化処理方法が知られている（特許文献１参照）。しかしながら、この浄化処理方法では、多量の活性炭が必要であり使用後の廃棄コストが嵩むこと、ろ過等による有害成分の分離速度が低く効率的でないこと、更には、有害成分を吸着させた後の回収・交換処理が効率的でない問題がある。【０００４】
また、高分子膜を有害成分の吸着剤として用いる浄化処理方法が知られている（特許文献２参照）。しかしながら、この浄化処理方法では、高分子膜に目詰まりや劣化が起こることから、前処理として油分、固形分、硫化水素、塩などの成分の除去処理が必要とされ、成分全体の除去のための除去処理が多段階となって、システムが非効率化・複雑化する問題がある。【０００５】
ところで、本発明者らは、ペプチド脂質が水−アルコール分散液中で金属イオンと結合し、金属錯体型の有機ナノチューブを形成することを報告している（特許文献３参照）。しかしながら、この報告では、アルコール分散液中での金属イオンの結合による吸着について検討されてるものの、水中での吸着性については検討されていない。また、重金属以外の化学成分の吸着性についても検討されていない。更に、吸着剤として用いた場合の使用後の回収方法等が検討されておらず、そのままでは、排水の浄化処理に適用し難い問題がある。【０００６】
また、本発明者らは、糖脂質やペプチド脂質に低分子有機化合物をインターカレートさせた有機ナノチューブの形成技術について報告している（特許文献４参照）。しかしながら、この技術は、熱したアルコール環境下で、溶解させた蛍光色素などの低分子有機化合物を二分子膜の脂質中に取り込むものであり、排水の浄化処理全般に適用できる技術ではない。【０００７】
また、本発明者らは、ペプチド脂質が形成する有機ナノチューブと金ナノ粒子とを複合化させる技術を報告している（非特許文献１参照）。しかしながら、複合化に用いる金ナノ粒子は、その表面を有機物で保護する必要があり、また、有機ナノチューブと金ナノ粒子とは、互いの表面に存在する有機官能基同士が相互作用する条件下でのみ複合化させることができ、この他の条件下、例えば、有機ナノチューブが金属そのものの表面と結合して複合化されることは示されていない。【０００８】
また、有機ナノ材料に関連する技術として、マグネタイトと複合化させた有機ナノチューブが報告されている（非特許文献２参照）。しかしながら、マグネタイトとの複合化にオレイン酸を用いることから、オレイン酸を含む排水を更に生じさせる問題がある。また、マグネタイトと有機ナノチューブとは、表面電位による静電的相互作用により結合しているため、酸性のみで安定であり、弱酸性からアルカリ性では複合化が解けてしまうことから、排水の浄化処理全般に用いることができない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２７５８８４号公報
【特許文献２】特開平  ５−２４５４７２号公報
【特許文献３】特開２００９−２３３８２５号公報
【特許文献４】特開２００８−２６４８９７号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】M.Kogiso, et al., Soft Matter, 2010, 6, 4528
【非特許文献２】Y.-G. Hang, et al., Colloids and Surfaces A, 2012, 395, 63
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、従来技術における前記諸問題を解決し、油分除去、脱塩、脱硫化水素などの前処理がいらず、排水に加えるだけで油分、重金属、硫化水素、有機化合物を同時に吸着して簡易かつ効率的に除去可能であるとともに、吸着後の回収が容易であり、更に、酸性から弱アルカリ性の広いｐＨ領域の排水の浄化処理に使用可能なナノ複合材及びその製造方法、並びに、前記ナノ複合材を含む吸着剤及びその使用方法を提供することを課題とする。【００１２】
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、ペプチド脂質が形成する自己組織化ナノ材料である有機ナノ材料が排水中の油分、重金属、硫化水素、有機化合物などの化学成分を同時に吸着することの知見を得た。更に、この有機ナノ材料は、強磁性体材料としてのマグネタイトナノ粒子と、ｐＨ３〜４に調整された水分散液中で混合することで安定な複合化構造を形成し、一旦複合化構造を形成した後は、ｐＨ１〜９．５の広範囲のｐＨ領域で前記化学成分の吸着性を維持し、吸着後、磁石等の磁気により容易に回収できることの知見を得た。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  下記一般式（１）で表される有機ナノ材料にマグネタイトナノ粒子が複合化されたことを特徴とするナノ複合材。
【化１】
0006528100.tif 000002
ただし、前記一般式（１）中、Ｒは、炭素数６〜２４の炭化水素基を示し、Ｒ’は、アミノ酸側鎖を示し、ｍは、１〜５の整数を示す。
＜２＞  有機ナノ材料が外径１０ｎｍ〜２００ｎｍのナノチューブ状の構造を有する前記＜１＞に記載のナノ複合材。
＜３＞  ＲＣＯ−がミリストイル基、パルミトイル基及びステアロイル基のいずれかである前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のナノ複合材。
＜４＞  Ｒ’が水素原子である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のナノ複合材。
＜５＞  ｍが１又は２である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のナノ複合材。
＜６＞  前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載のナノ複合材を吸着成分として含むことを特徴とする吸着剤。
＜７＞  前記＜６＞に記載の吸着剤を被処理水に導入することを特徴とする吸収剤の使用方法。
＜８＞  被処理水のｐＨを１〜９．５に調整後、吸着剤を前記被処理水に導入する前記＜７＞に記載の吸着剤の使用方法。
＜９＞  被処理水がエネルギー資源産出に付随して産出される随伴水である前記＜７＞から＜８＞のいずれかに記載の吸着剤の使用方法。
＜１０＞  マグネタイトナノ粒子を分散させ、ｐＨを１以下に調整させた第１の水分散液を調製する第１水分散液調製工程と、下記一般式（１）で表される有機ナノ材料をアルカリとともに分散させた第２の水分散液を調製する第２水分散液調製工程と、前記第１の水分散液と前記第２の水分散液とを混合させた混合分散液を調製する混合分散液調製工程と、前記混合分散液のｐＨを３〜４に調整して前記有機ナノ材料に前記マグネタイトナノ粒子を複合化させる複合化工程と、を含むことを特徴とするナノ複合材の製造方法。
【化２】
0006528100.tif 000003
ただし、前記一般式（１）中、Ｒは、炭素数６〜２４の炭化水素基を示し、Ｒ’は、アミノ酸側鎖を示し、ｍは、１〜５の整数を示す。
＜１１＞  更に、混合分散液中のナノ複合材を磁石で磁着して前記混合分散液から分離させる分離工程を含む前記＜１０＞に記載のナノ複合材の製造方法。
＜１２＞  更に、混合分散液から分離されたナノ複合材を水中に再分散させる再分散工程を含む前記＜１１＞に記載のナノ複合材の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、従来技術における前記諸問題を解決することができ、油分除去、脱塩、脱硫化水素などの前処理がいらず、排水に加えるだけで油分、重金属、硫化水素、有機化合物を同時に吸着して簡易かつ効率的に除去可能であるとともに、吸着後の回収が容易であり、更に、酸性から弱アルカリ性の広いｐＨ領域の排水の浄化処理に使用可能なナノ複合材及びその製造方法、並びに、前記ナノ複合材を含む吸着剤及びその使用方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】Ｎ−（グリシルグリシン）ペンタデカンカルボキサミドから形成される有機ナノチューブの走査電子顕微鏡像を示す図である。
【図２（ａ）】実施例１に係るナノ複合材（吸着成分）の走査透過電子顕微鏡像を示す図である。
【図２（ｂ）】実施例１に係るナノ複合材（吸着成分）の構造を模式的に示した模式図である。
【図３】実施例２に係るナノ複合材（吸着成分）の走査透過電子顕微鏡像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（ナノ複合材）
本発明のナノ複合材は、下記一般式（１）で表される有機ナノ材料にマグネタイトナノ粒子が複合化された構成とされる。
【００１７】
【化３】
0006528100.tif 000004
ただし、前記一般式（１）中、Ｒは、炭素数６〜２４の炭化水素基を示し、Ｒ’は、アミノ酸側鎖を示し、ｍは、１〜５の整数を示す。
【００１８】
前記一般式（１）中のＲに関し、前記炭化水素基としては、特に制限はなく、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよいが、直鎖状が好ましい。また、前記炭化水素基としては、特に制限はなく、飽和であっても不飽和であってもよく、前記不飽和の場合には３個以下の二重結合を含むことが好ましい。
また、前記炭化水素基の炭素数としては、６〜２４であれば、特に制限はないが、１０〜１９が好ましく、１１〜１７がより好ましく、１１、１３、１５又は１７が特に好ましい。
また、前記炭化水素基の種類としては、特に制限はなく、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基、シクロアルキルアルキル基等が挙げられるが、中でも、前記アルキル基、前記アルケニル基が好ましい。また、これらの基としては、１又は２以上の適当な置換基で置換されていてもよい。このような置換基としては、特に制限はなく、例えば、炭素数６以下の炭化水素基（アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等）、ハロゲン（塩素原子、フッ素原子、ヨウ素原子、臭素原子等）、水酸基、アミノ基、カルボキシル基等が挙げられる。
これら前記炭化水素基のうち、前記一般式（１）中のＲＣＯ−がミリストイル基、パルミトイル基、ステアロイル基を構成する、ｎ−トリデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘプタデシル基が最も好ましい。
【００１９】
前記一般式（１）中のＲ’に関し、前記アミノ酸側鎖としては、特に制限はなく、例えば、そのアミノ酸の構造（（ＮＨ−ＣＨＲ’−ＣＯ）−）が、２０種類の天然アミノ酸（グリシン、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、アルギニン、リジン、グルタミン酸、グルタミン、アスパラギン酸、アスパラギン、システイン、メチオニン、ヒスチジン、プロリン、フェニルアラニン、チロシン、スレオニン、セリン、トリプトファン）、修飾アミノ酸、非天然アミノ酸（例えば、オルニチン、ノルバリン、ノルロイシン、ヒドロキシリジン、フェニルグリシン、β−アラニン等）の構造であってよいが、中でも、Ｒ’が水素原子である前記グリシンが好ましい。
また、前記一般式（１）中のｍに関し、ｍは、アミノ酸残基数であり、１〜５の整数であれば特に制限はないが、中でも、１又は２が好ましく、２が特に好ましい。
前記アミノ酸の構造（（ＮＨ−ＣＨＲ’−ＣＯ）−）としては、Ｒ’が水素原子であり、ｍが２であるグリシルグリシンの構造が最も好ましい。
【００２０】
前記有機ナノ材料は、同組成の化合物から自己組織化されるペプチド脂質であり、その形状としては、特に制限はないが、例えば、ナノチューブ状、ナノファイバ状、球状、薄板状が好ましく、中でも、前記ナノチューブ状が特に好ましい。
前記有機ナノ材料の大きさとしては、縦横高さのうち、いずれかが１ｎｍ〜数百ｎｍである。
これらの中でも、外径が１０ｎｍ〜２００ｎｍの前記ナノチューブ状の構造を有することが最も好ましい。
【００２１】
前記マグネタイトナノ粒子としては、特に制限はなく、公知の方法により製造される粒子から適宜選択して用いることができる。なお、公知の方法として、例えば、米国特許第３８４３５４０号明細書に記載の方法が挙げられる。また、前記マグネタイトナノ粒子の粒径としては、前記有機ナノ材料よりも小さく、１ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましい。
なお、前記ナノ複合材は、後述の製造方法により製造することができる。
【００２２】
（吸着剤）
本発明の吸着剤は、吸着成分を含み、必要に応じて、その他の成分を含む。
【００２３】
＜吸着成分＞
前記吸着成分としては、本発明の前記ナノ複合材が該当し、その内容としては、前記ナノ複合材について説明した通りであるため、重複した説明を省略する。
【００２４】
＜その他の成分＞
前記その他の成分としては、本発明の効果を妨げない限り、特に制限はなく、任意の成分が挙げられ、例えば、前記吸着剤を前記吸着成分の分散液として保存、収容等する場合の分散液等が挙げられる。
【００２５】
（吸着剤の使用方法）
本発明の吸着剤の使用方法は、本発明の前記吸着剤を被処理水に導入する方法である。
前記吸着剤に含まれる前記吸着成分は、前記有機ナノ材料と前記マグネタイトナノ粒子とが一旦複合化すると、安定な複合化構造が維持され、酸性〜弱アルカリ性までの幅広いｐＨ範囲で前記有機ナノ材料から前記マグネタイトナノ粒子が分離することがない。そのため、ｐＨ１〜９．５の広い範囲で前記被処理水の浄化処理を行うことができる。
また、前記被処理水のｐＨが適用範囲から外れる場合であっても、適当な酸、アルカリを加えることで、ｐＨを適用範囲内に調整することで、前記吸着剤を用いることができる。
即ち、前記被処理水のｐＨを測定し、前記ｐＨが１〜９．５であるときは、前記ｐＨを調整せずに前記吸着剤を前記被処理水に導入し、前記ｐＨが１〜９．５でないときは、前記ｐＨを１〜９．５に調整後、前記吸着剤を前記被処理水に導入することができる。
なお、前記被処理水としては、特に制限はなく、石油、シェールオイル、炭層メタンガス、メタンガス、シェールガス、オイルサンド等のエネルギー資源産出に付随して産出される随伴水、鉱物生産に伴う鉱廃水、シェールを大量の水で水圧破砕した後にガスとともに地上に戻ってくる水（フローバック水）、各種工場廃水等を含む排水全般が挙げられる。
【００２６】
（ナノ複合材の製造方法）
本発明のナノ複合材の製造方法は、本発明の前記ナノ複合材を製造する方法であり、少なくとも、第１水分散液調製工程、第２水分散液調製工程、混合分散液調製工程、複合化工程を含み、必要に応じて、その他の工程を含む。
【００２７】
＜第１水分散液調製工程＞
前記第１水分散液調製工程は、マグネタイトナノ粒子を分散させ、ｐＨを１以下に調整させた第１の水分散液を調製する工程である。
前記マグネタイト粒子としては、本発明の前記ナノ複合材について説明した前記マグネタイト粒子を用いることができる。
前記マグネタイト粒子の水分散液をｐＨ１以下の強酸性に調整する方法としては、塩酸、硝酸等の強酸を加える方法が挙げられる。このようなｐＨとすることで、凝集する状態の前記マグネタイト粒子を水中に分散させることができる。
【００２８】
＜第２水分散液調製工程＞
前記第２水分散液調製工程は、前記有機ナノ材料をアルカリとともに分散させた第２の水分散液を調製する工程である。前記アルカリを加えることで、前記有機ナノ材料の末端に存在するカルボン酸をイオン化させて、水中に分散させることができる。
【００２９】
また、前記有機ナノ材料としては、特に制限はなく、公知の合成方法により合成されたものなどを適宜選択して用いることができる。公知の合成方法としては、例えば、Ｓｏｆｔ  Ｍａｔｔｅｒ、２０１０、６巻、４５２８ページ記載の製法が挙げられる。
【００３０】
また、前記アルカリとしては、特に制限はないが、排水の浄化に用いる観点から、無機塩であることが好ましく、水酸化ナトリウムが特に好ましい。
また、前記アルカリの添加量としては、特に制限はないが、前記有機ナノ材料に対し、０．１当モル量〜１．０当モル量が好ましい。
【００３１】
＜混合分散液調製工程＞
前記混合分散液調製工程は、前記第１の水分散液と前記第２の水分散液とを混合させた混合分散液を調製する工程である。
なお、混合の方法としては、特に制限はなく、公知の方法により実施することができる。
【００３２】
＜複合化工程＞
前記複合化工程は、前記混合分散液をｐＨ３〜４に調整して前記有機ナノ材料に前記マグネタイトナノ粒子を複合化させる工程である。
このｐＨ範囲以外であると、前記有機ナノ材料及び前記マグネタイトナノ粒子の分散性が低下して複合化が進み難く、また、弱酸性、弱アルカリ性中で複合化が安定に至る前に徐々に解除される。
一方で、前記混合分散液をこのｐＨ範囲に調整すると、前記有機ナノ材料と前記マグネタイトナノ粒子とがそれぞれ好適に分散した状態で複合化可能とされる。また、一旦複合化すると、安定な複合化構造が維持され、酸性〜弱アルカリ性までの幅広いｐＨ範囲で前記有機ナノ材料から前記マグネタイトナノ粒子が分離することがない。この点は、非特許文献２に記載の化合物では、分散液を酸性から中性に戻すと表面電位の変化によりマグネタイト粒子が分離してしまうように、未知の特性であり、前記ナノ複合材を吸着剤に適用すると、幅広いｐＨ範囲の排水の浄化処理に利用でき、前記吸着剤に優れた汎用性を付与する。
なお、前記混合分散液のｐＨを３〜４に調整する方法としては、例えば、適当な酸、アルカリを加える方法が挙げられる。
【００３３】
＜その他の工程＞
前記その他の工程としては、本発明の効果を妨げない限り、特に制限はなく、任意の工程を挙げることができ、例えば、分離工程、再分散工程を挙げることができる。
【００３４】
−分離工程−
前記分離工程は、前記混合分散液中の前記ナノ複合材を磁石で磁着して前記混合分散液から分離させる工程である。
前記ナノ複合材を分散液中から回収する方法としては、フィルタを用いたろ過方法等が挙げられるが、前記ナノ複合材は、強磁性体としての前記マグネタイトナノ粒子を含むため、前記分散液中から磁石で容易に回収することができる。
【００３５】
−再分散工程−
前記再分散工程は、前記混合分散液から分離された前記ナノ複合材を水中に再分散させる工程である。
前記分離工程と前記再分散工程とを実施することで、前記マグネタイト粒子を含まない不純物の混在が抑制された前記ナノ複合材の製造が可能とされる。
なお、以下では、本発明の実施例について詳述するが、本発明の思想は、これらの例によって限定を受けるものではない。
【実施例】
【００３６】
（実施例１）
［Ｎ−（グリシルグリシン）ペンタデカンカルボキサミド（有機ナノ材料前駆体）の合成］
グリシルグリシン４．８２ｇ（３６．５ミリモル）に水酸化ナトリウム水溶液７７．１ｍＬ（３６．５ミリモル）を加え、これに水酸化ナトリウム水溶液４０ｍＬ（３６．５ミリモル）とペンタデカンカルボン酸塩化物のアセトン溶液３０ｍＬ（３６．５ミリモル）とを同時に滴下した。一日後、反応溶液を塩酸７０ｍＬ（７３ミリモル）に添加し、沈殿物をろ過した後、水１５０ｍＬでろ液が中性になるまで洗浄した。粗生成物をメタノール６０ｍＬに懸濁して数時間還流させた後、沈殿物をろ過、メタノール洗浄し、有機ナノ材料前駆体としてＮ−（グリシルグリシン）ペンタデカンカルボキサミド９．５ｇ（収率７５％）を得た。【００３７】
[有機ナノ材料の合成]
得られたＮ−（グリシルグリシン）ペンタデカンカルボキサミド５ｇをメタノール１Ｌに分散し、６０℃で還流しながら溶解させた。このメタノール溶液をロータリーエバポレータにかけ、６０℃で加熱しながら蒸発乾固し、Ｎ−（グリシルグリシン）ペンタデカンカルボキサミドを自己組織化させて形成される有機ナノ材料を得た。
この有機ナノ材料は、図１に示すように、平均外径８０ｎｍのナノチューブ構造を有していた。なお、図１は、Ｎ−（グリシルグリシン）ペンタデカンカルボキサミドから形成される有機ナノチューブの走査電子顕微鏡像を示す図である。【００３８】
［ナノ複合材及び吸着剤の製造］
水に平均直径２５ｎｍのマグネタイトナノ粒子１０ｍｇを分散し、１Ｍ塩酸によりｐＨ１に調整した第１の水分散液０．５ｍＬを調製した（第１水分散液調製工程）。
また、前記有機ナノ材料３４ｍｇを１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液０．１ｍＬと水１ｍＬとの混合液に分散し、第２の水分散液を調製した（第２水分散液調製工程）。
次いで、前記第１の水分散液と前記第２の水分散液とを混合し、これらの混合分散液を調製した（混合分散液調製工程）。
次いで、前記混合分散液に１Ｍ塩酸を加えてｐＨを３．５に調整し、前記有機ナノ材料と前記マグネタイトナノ粒子とを複合化させた（複合化工程）。
次いで、前記混合分散液中の固体状の前記ナノ複合材を磁石で磁着させて前記混合分散液から分離させた（分離工程）。
次いで、分離された前記ナノ複合材を水に再び分散させた（再分散工程）。
これら分離工程及び再分散工程を繰り返して合計２度行い、実施例１に係るナノ複合材であるとともに前記ナノ複合材を吸着成分とする吸着剤を、前記吸着成分の分散液２ｍＬとして製造した。
前記分散液から固体状の前記ナノ複合材（吸着成分）を分離したところ、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、前記有機ナノ材料に前記マグネタイトナノ粒子が結合して複合化されていることが確認された。なお、図２（ａ）は、実施例１に係るナノ複合材（吸着成分）の走査透過電子顕微鏡像を示す図である。また、図２（ｂ）は、実施例１に係るナノ複合材（吸着成分）の構造を模式的に示した模式図であり、符号１は、前記有機ナノ材料、符号２は、前記マグネタイトナノ粒子を示す。【００３９】
（参考例１）
前記有機ナノ材料３４ｍｇを１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液０．１ｍＬと水２ｍＬとの混合液に分散し、参考例１に係る吸着剤として前記有機ナノ材料の分散液２．１ｍＬを製造した。【００４０】
（金属イオンの吸着試験）
参考例１に係る吸着剤（前記有機ナノ材料の分散液）に対して、１０ｍＭ塩化銅水溶液０．５ｍＬと１０ｍＭ塩化マグネシウム水溶液０．５ｍＬとを加えた。
次いで、１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨを７に調整し、生じた沈殿を０．４５μｍフィルタで除去し、ろ液の分光スペクトルを測定した。【００４１】
実施例１に係るナノ複合材ないし吸着剤（前記吸着成分の分散液）に対して、１０ｍＭ塩化銅水溶液０．５ｍＬと１０ｍＭ塩化カルシウム水溶液０．５ｍＬとを加え、最終的に水を加えて全量を５ｍＬとした。
次いで、１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨを７．５に調整し、生じた沈殿を０．４５μｍフィルタで除去し、ろ液の分光スペクトルを測定した。
参考例１に係る吸着剤及び実施例１に係るナノ複合材ないし吸着剤を用いた前記分光スペクトルの測定結果を下記表１に示す。なお、下記表１では、参照用サンプルとして１ｍＭ塩化銅水溶液に対する分光スペクトルの測定結果を併せて示す。また、各測定結果は、ピーク波長領域の７５０ｎｍにおける吸光度で示す。【００４２】
【表１】
0006528100.tif 000005
【００４３】
前掲表１に示すように、１ｍＭ塩化銅水溶液（参照用サンプル）における吸光度との対比から、参考例１に係る吸着剤では、重金属である銅イオンを吸着除去できていることが確認された。
また、実施例１に係るナノ複合材ないし吸着剤では、参考例１に係る吸着剤と同様、吸光度が大幅に低下しており、マグネタイトナノ粒子を複合化させた後でも、同様の吸着除去が可能であることが確認された。【００４４】
（実施例２）
実施例１に係るナノ複合材ないし吸着剤の製造において、前記第２水分散液調製工程を次のように実施したこと以外は、実施例１に係るナノ複合材ないし吸着剤の製造と同様にして、実施例２に係るナノ複合材ないし吸着剤を製造した。即ち、前記有機ナノ材料２５ｍｇを３０ｗｔ％重水酸化ナトリウム水溶液０．０１ｍＬと重水２ｍＬとの混合液に分散し、第２の水分散液を調製することで、前記第２水分散液調製工程を実施した。
前記分散液から固体状の前記ナノ複合材（吸着成分）を分離したところ、図３に示すように、前記有機ナノ材料に前記マグネタイトナノ粒子が結合して複合化されていることが確認された。なお、図３は、実施例２に係るナノ複合材（吸着成分）の走査透過電子顕微鏡像を示す図である。また、この有機ナノ材料の平均外径は、８０ｎｍであった。【００４５】
（参考例２）
前記有機ナノ材料２５ｍｇを３０ｗｔ％重水酸化ナトリウム水溶液０．０１ｍＬと重水４．５９ｍＬとの混合液に分散し、参考例２に係る吸着剤として前記有機ナノ材料の分散液５ｍＬを製造した。【００４６】
（有機化合物の吸着試験）
［参照用サンプルの調製］
有機化合物としてフェノール０．５ｍｇ及びプロピオン酸１ｍｇと、ＮＭＲ用の内部標準としてジメチルスルホン１０ｍｇとをそれぞれ重水に溶解させ、室温で１時間震蕩させて、１Ｈ−ＮＭＲの参照用サンプル５ｍＬを調製した。【００４７】
参考例２に係る吸着剤（前記有機ナノ材料の分散液）に対して、前記参照サンプルと同様に、フェノール０．５ｍｇ、プロピオン酸１ｍｇ、ジメチルスルホン１０ｍｇを加え、最終的に重水で全量５ｍＬとした。これを室温で１時間震蕩後、０．４５μｍフィルタで固体成分を除去し、１Ｈ−ＮＭＲで残留成分の濃度を測定した。【００４８】
実施例２に係るナノ複合材ないし吸着剤（前記吸着成分の分散液）に対して、前記参照サンプルと同様に、フェノール０．５ｍｇ、プロピオン酸１ｍｇ、ジメチルスルホン１０ｍｇを加え、最終的に重水で全量５ｍＬとした。これを室温で１時間震蕩後、０．４５μｍフィルタで固体成分を除去し、１Ｈ−ＮＭＲで残留成分の濃度を測定した。
参考例２及び実施例２に係る吸着剤を用いた前記１Ｈ−ＮＭＲの測定結果を下記表２に示す。なお、下記表２では、前記参照用サンプルに対する測定結果を併せて示す。【００４９】
【表２】
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【００５０】
前掲表２に示すように、参考例２に係る吸着剤では、前記有機ナノ材料５，０００ｐｐｍ当たり、フェノールを１８ｐｐｍ、プロピオン酸を３０ｐｐｍ吸着除去することができることが確認された。
また、実施例２に係るナノ複合材ないし吸着剤でも、前記吸着成分５，０００ｐｐｍ当たり、フェノールを１６ｐｐｍ、プロピオン酸を２７ｐｐｍ吸着除去することができており、マグネタイトナノ粒子を複合化させた後でも、同様の吸着除去が可能であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の前記ナノ複合材及びその製造方法、並びに、前記ナノ複合材を含む吸着剤及びその使用方法は、排水中の化学成分を除去することが可能であり、また、強磁性材料と複合化することで磁石で容易に回収することができることから、石油ガス開発や化学工場等における排水浄化の分野において極めて有用である。また、強磁性材料と複合化させた有機ナノ材料として電子部品材料の分野、或いは、吸着させた化学成分を検査するための造影剤の分野等でも利用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１    有機ナノ材料（有機ナノチューブ）
２    マグネタイトナノ粒子
【図１】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図３】
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