(57)【要約】【課題】  低濃度で存在している砒素砒素（ＩＩＩ）および砒素（Ｖ）の双方を効率的に吸着する砒素吸着剤を提供する。【解決手段】  この発明の砒素吸着剤は、層状体間に金属イオンを分散し固定した金属複合体に対してアルカリ処理を施して上記金属複合体の全体をコロイド化してなるものであり、またセリウム硝酸塩をアルカリ処理したセリウムコロイド粒子を層状体間に固定したセリウム複合体からなるものである。層状体は、モンモリロナイト等の粘土または層間に層電荷を有する層状化合物である。【選択図】        図１
2005238126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
層状体間に金属イオンを分散し固定した金属複合体に対してアルカリ処理を施して前記金属複合体の全体をコロイド化してなる砒素吸着剤。
【請求項２】
セリウム硝酸塩をアルカリ処理したセリウムコロイド粒子を層状体間に固定したセリウム複合体からなる砒素吸着剤。
【請求項３】
層状体は粘土または層間に層電荷を有する層状化合物であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の砒素吸着剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば河川水、地下水や土壌中に含まれる砒素を吸着して浄化するための砒素吸着剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
砒素（Ａｓ）やセレン（Ｓｅ）等のアニオン性半金属元素は、しばしば天然、焼却場飛灰や遺棄化学兵器由来で地下水、河川水や土壌中に低濃度で混入している場合がある。近時、これらの元素による飲料水汚染が問題化している。これらの元素の多くは１リットル当たり１ｍｇ以下の極低濃度で存在しており、また一般に難分離性である。
【０００３】
重金属やアニオンを吸着する吸着剤としては、ゲータイト（α―ＦｅＯ（ＯＨ），Ｆｅ＝６２重量％）や鉄複合体（非特許文献１参照）などが知られている。この鉄複合体は、粘土化合物の層間に水酸化鉄コロイドを固定した水酸化鉄・粘土層間化合物である。このような水酸化鉄・粘土層間化合物を利用して砒素を吸着させる場合には、砒素（Ｖ）に比べて砒素（ＩＩＩ）が十分に吸着されにくいことが知られている。
【０００４】
一般の水処理でもアルミニウムや鉄の水酸化物コロイドが凝集剤として広く用いられている。なお、水酸化物コロイドはナノサイズのコロイドであることから、仮に地下水中に混入した低濃度の砒素を除去しようとする場合に、大量の地下水に対して水酸化物コロイドを分散させることになると、その水酸化物コロイド自体を砒素吸着後に分離し回収し再生するのに膨大な時間と多くの手間がかかる。
【０００５】
【非特許文献１】清田佳美ら「粘土複合化水酸化鉄の砒素吸脱着特性」分離技術会年会２００３、技術・研究発表講演要旨集、平成１５年６月６−７日、ｐ９５−９６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の砒素吸着剤は以上のように構成されているので、砒素吸着後における分離・回収・再生に膨大な時間と手間がかかる上に、砒素吸着効率が要求レベルの水準に達していないという問題がある。また、非特許文献１に記載された砒素吸着剤では、砒素（Ｖ）に比べて砒素（ＩＩＩ）が十分に吸着されないために、砒素（Ｖ）を効率よく吸着除去しても砒素（ＩＩＩ）の残留を許してしまうという問題もある。
【０００７】
この発明は、従来の砒素吸着剤における欠点を克服するためになされたもので、その目的とするところは、低濃度で存在する砒素（ＩＩＩ）および砒素（Ｖ）の双方をより効率的に吸着するための砒素吸着剤を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る砒素吸着剤は、層状体間に金属イオンを分散し固定した金属複合体に対してアルカリ処理を施して上記金属複合体の全体をコロイド化してなることを特徴とするものである。
【０００９】
この発明に係る砒素吸着剤は、セリウム硝酸塩をアルカリ処理したセリウムコロイド粒子を層状体間に固定したセリウム複合体からなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、層状体間に金属イオンを分散し固定した金属複合体に対してアルカリ処理を施して上記金属複合体の全体をコロイド化するように構成したので、従来の砒素吸着剤に比べて金属を密集させずに、金属を層状体間に高分散して固定することができる。これにより、この発明の砒素吸着剤は、従来の砒素吸着剤に比べて格段に大きな細孔径、細孔容量および比表面積を有することができるので、砒素の吸着容量を格段に向上させることができるという効果がある。
【００１１】
この発明によれば、セリウム硝酸塩をアルカリ処理したセリウムコロイド粒子を層状体間に固定したセリウム複合体で構成したので、従来の鉄複合体に比べて、低濃度で存在する砒素（ＩＩＩ）および砒素（Ｖ）の双方をより効率的に吸着することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による砒素吸着剤の製法を説明するための模式図である。
【００１３】
この発明の実施の形態１による砒素吸着剤は、図１に示すように、層状体１と金属イオン３とを混合して層状体１の層間に金属イオン３を分散固定して得た金属複合体５に対してアルカリ処理を施して上記金属複合体の全体をコロイド化したコロイド化金属複合体７である。
【００１４】
ここで、層状体１としては、例えばモンモリロナイト、サポナイト等のスメクタイト族に属する粘土の他に、層間に層電荷を有するリン酸ジルコニウム、リン酸アルミニウム、層状複水酸化物等の層状化合物を挙げることができる。この層状体１に金属イオン３が分散されると、金属イオン３は静電的に層状体１の層間内に固定される。金属としては、セリウム（Ｃｅ）または鉄（Ｆｅ）の他、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、希土類などの金属性元素を利用することができる。金属イオン３は、例えば硝酸塩、塩化物塩あるいは硫酸塩として混合系に供給される。層状体１に対する金属イオン３の添加量に関しては、１ｇの粘土あるいはこの粘土に代わる層状化合物に１〜５０重量％程度までの範囲で、若しくは粘土のイオン交換容量の１０％当量〜１００％当量に相当する範囲の量で金属性元素をイオン形態で添加することが可能である。
【００１５】
上記層状体１に金属イオン３が分散固定された金属複合体５には、原子サイズレベルの金属イオン３が層状体１の層間に導入されている。このような金属複合体５に対してはアルカリ処理が施されてその全体がコロイド化されている。アルカリ処理に用いられるアルカリとしては、例えばＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2 、アンモニア水、塩化アンモニウムなどを挙げることができる。このようなコロイド化金属複合体７は、層状体１の層間に金属イオン３がナノサイズレベルで高分散化されており（後述の表１参照。面間隔ｄはナノレベルのサイズで固定されていることを示す）、比表面積も増加している（後述の表２参照）。金属イオン３が高分散化することで、金属複合体５の層間に生じる細孔径や細孔容量が大きくなるため、砒素の吸着容量も格段に向上することになる（後述の表３参照）。
【００１６】
次に製造方法について説明する。
まず、所定量（例えば１０ｇ）の粘土を、例えば１０００ｒｐｍ程度の強攪拌を施した所定量（例えば１リットル）の蒸留水に例えば１ｇ／分程度で徐添しながら室温で分散することで溶液Ａを調製する。次に、セリウム硝酸塩を所定量秤量し、これを所定量の蒸留水に室温で溶解することで溶液Ｂを調製する。次に、この溶液Ｂを例えば１０００ｒｐｍ程度で強攪拌し、これに室温で溶液Ａを徐添し、全てを添加し、この混和液Ｃを室温で所定時間攪拌しながら、放置する。次に、上記混和液Ｃにアルカリを所定の化学量論比となるように添加して加水分解を行う（スラリーＤ）。ここで、セリウム硝酸塩を使用した場合にはＣｅ：ＯＨ＝２となるようにアルカリの化学量論比が決められるが、通常、アルカリの化学量論比は１〜３の範囲で選択可能である。次に、加水分解により得られたスラリーＤをろ過若しくは遠心分離により溶液分を除去し、残ったろ過物を大量の蒸留水で洗浄し、再度ろ過若しくは遠心分離により溶液を除去する。この一連のろ過・洗浄操作を３〜５回程度行う。次に、洗浄した試料を室温で水分がなくなるまで乾燥する。次に、乾燥した試料を例えば８０℃の電気炉中で例えば一晩（２４時間）乾燥する。次に、乾燥した試料をメノウ等の乳鉢内で粉砕し、粒径を２５０μｍ程度に揃えて粉末状の最終試料であるコロイド化金属複合体を得る。この複合体を便宜的に粘土＋Ｃｅ→ＯＨと表記し、セリウム硝酸塩に代えて鉄硝酸塩を用いた場合には、粘土＋Ｆｅ→ＯＨと表記するものとする。
【００１７】
以上のように、この実施の形態１によれば、層状体１の層間に金属イオン３を分散し固定した金属複合体５に対してアルカリ処理を施して上記金属複合体の全体をコロイド化したコロイド化金属複合体７を砒素吸着剤とするように構成したので、従来の砒素吸着剤に比べて金属を密集させずに、金属を層状体層間に分散して固定することができるという効果がある。これにより、この実施の形態１による砒素吸着剤は、従来の砒素吸着剤に比べて大きな細孔径、細孔容量および比表面積を有することができるので、砒素の吸着容量を格段に向上させることができるという効果がある。
【００１８】
この実施の形態１によれば、金属イオン３を分散固定する層状体１として粘土または層状化合物を用いるように構成したので、金属イオン３をナノサイズレベルで高分散状態で固定することができるという効果がある。
【００１９】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２による砒素吸着剤の製法を説明するための模式図である。なお、この実施の形態２における構成要素のうち、実施の形態１における構成要素と共通するものについては同一の符号を付し、その部分の説明を省略する。
【００２０】
この実施の形態２による砒素吸着剤は、図２に示すように、層状体１と、アルカリ処理によりコロイド化したセリウムコロイド粒子９とを混合して層状体１の層間にセリウムコロイド粒子９を分散固定して得たセリウムコロイド複合体１１である。
【００２１】
ここで、セリウムコロイド粒子９は、例えばセリウム硝酸塩を例えば水酸化ナトリウム等のアルカリで処理してコロイド化したものである。セリウムは、硝酸塩の他に、硫酸塩、塩化物塩、その他の無機塩として混合系に供給されてもよい。セリウムコロイド粒子９は、その粒子同士がコロイド化により互いに凝集する性質を有するものであるので、実施の形態１の場合におけるコロイド化金属複合体７よりも層状体１の層間への分散性は低いが、従来の砒素吸着剤よりは高い分散性を有している。アルカリ処理に用いられるアルカリとしては、実施の形態１と同様に、例えばＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2 、アンモニア水、塩化アンモニウムなどを挙げることができる。層状体１としては、実施の形態１と同様に、例えばモンモリロナイト、サポナイト等のスメクタイト族に属する粘土の他に、層間に層電荷を有するリン酸ジルコニウム、リン酸アルミニウム、層状複水酸化物等の層状化合物を挙げることができる。層状体１に対するセリウムの添加量に関しては、１ｇの粘土あるいはこの粘土に代わる層状化合物に１〜５０重量％程度までの範囲で、若しくは粘土のイオン交換容量の１０％当量〜１００％当量に相当する範囲の量でセリウムを添加することが可能である。
【００２２】
次に製造方法について説明する。
まず、所定量（例えば１０ｇ）の粘土を、例えば１０００ｒｐｍ程度の強攪拌を施した所定量（例えば１リットル）の蒸留水に例えば１ｇ／分程度で徐添しながら室温で分散することで溶液Ａを調製する。次に、セリウム硝酸塩を所定量秤量し、これを所定量の蒸留水に室温で溶解し、これにアルカリを所定の化学量論比となるように添加して加水分解を行って溶液Ｅを調製する。ここで、セリウム硝酸塩を使用した場合にはＣｅ：ＯＨ＝２となるようにアルカリの化学量論比が決められるが、通常、アルカリの化学量論比は１〜３の範囲で選択可能である。次に、この溶液Ｅを例えば１０００ｒｐｍ程度で強攪拌し、これに室温で溶液Ａを徐添し、全てを添加し、この混和液Ｆを室温で所定時間攪拌しながら、放置する。次に、得られたスラリーＧをろ過若しくは遠心分離により溶液分を除去し、残ったろ過物を大量の蒸留水で洗浄し、再度ろ過若しくは遠心分離により溶液を除去する。この一連のろ過・洗浄操作を３〜５回程度行う。次に、洗浄した試料を室温で水分がなくなるまで乾燥する。次に、乾燥した試料を例えば８０℃の電気炉中で例えば一晩（２４時間）乾燥する。次に、乾燥した試料をメノウ等の乳鉢内で粉砕し、粒径を２５０μｍ程度に揃えて粉末状の最終試料であるセリウムコロイド複合体１１を得る。この複合体を便宜的に粘土＋Ｃｅ（ＯＨ）2 と表記するものとする。
【００２３】
以上のように、この実施の形態２によれば、セリウム硝酸塩をアルカリ処理したセリウムコロイド粒子９を層状体１の層間に分散・固定したセリウムコロイド複合体１１を砒素吸着剤とするように構成したので、従来の砒素吸着剤に比べて、低濃度で存在する砒素（ＩＩＩ）および砒素（Ｖ）の双方をより効率的に吸着することができるという効果がある。
【００２４】
次に、この発明を具体的な実施例により説明する。
実施例１．
ビーカー内の蒸留水１リットルを約１０００ｒｐｍで強攪拌しながら、これに室温で粘土粉末（Ｎａ−モンモリロナイト）１０ｇを徐添（１ｇ／分）して粘土を分散させ、溶液Ａを調製した。次に、セリウム硝酸塩を３５ｍｍｏｌ秤量し、これを１リットルの蒸留水に室温で溶解することで溶液Ｂを調製した。次に、この溶液Ｂを１０００ｒｐｍ程度で強攪拌し、これに室温で溶液Ａを徐添（１〜５０ｍｌ／分）し、全てを添加した後に、この混和液Ｃを室温で２４時間、１０００ｒｐｍの攪拌を続け、放置した。次に、上記混和液Ｃにアルカリを化学量論比でＣｅ：ＯＨ＝２となるように添加して加水分解を行って、スラリーＤを得た。次に、加水分解により得られたスラリーＤをろ過若しくは遠心分離により溶液分を除去し、残ったろ過物を大量の蒸留水で洗浄し、再度ろ過若しくは遠心分離により溶液を除去した。この一連のろ過・洗浄操作を３〜５回繰り返した後、洗浄した試料を室温で水分がなくなるまで乾燥した。次に、乾燥した試料を例えば８０℃の電気炉中で例えば一晩（２４時間）乾燥した。次に、乾燥した試料をメノウ等の乳鉢内で粉砕し、粒径を２５０μｍ程度に揃えて粉末状の最終試料であるコロイド化金属複合体（粘土＋Ｃｅ→ＯＨ）を得た。
【００２５】
実施例２．
実施例１におけるセリウム硝酸塩を鉄硝酸塩に代えた他は、実施例１と同様にしてコロイド化金属複合体（粘土＋Ｆｅ→ＯＨ）を得た。
【００２６】
実施例３．
ビーカー内の蒸留水１リットルを約１０００ｒｐｍで強攪拌しながら、これに室温で粘土粉末（Ｎａ−モンモリロナイト）１０ｇを徐添（１ｇ／分）して粘土を分散させ、溶液Ａを調製した。次に、セリウム硝酸塩を３５ｍｍｏｌ秤量し、蒸留水１リットル中に室温で溶解させ、これにアルカリを化学量論比でＣｅ：ＯＨ＝２となるように添加して加水分解を行って溶液Ｂを調製した。次に、溶液Ｂに約１０００ｒｐｍの強攪拌し、室温で溶液Ａを徐添（１〜５０ｍｌ／分）した。次に、全て添加した後、室温で２４時間、１０００ｒｐｍの攪拌を続け、放置した。次に、得られたスラリーをろ過により溶液を除去し、そのろ過物を大量の蒸留水で洗浄し、再度、ろ過により溶液を除去した。この一連の洗浄・ろ過操作を３〜５回繰り返した後、洗浄した固形分を室温で水分がなくなるまで乾燥した。次に、乾燥した固形分を８０℃の電気炉中で一晩（２４時間）乾燥した後、その乾燥した固形分をメノウ製の乳鉢内で粉砕し、粒径を２５０μｍ程度に揃えて粉末状の最終試料であるセリウムコロイド複合体（粘土＋Ｃｅ（ＯＨ）2 ）を得た。
【００２７】
比較例１．
粘土粉末として、粒径を２５０μｍ程度に揃えたＮａ−モンモリロナイト（粘土（Ｎａ））粉末を用意した。
【００２８】
比較例２．
実施例１の混和液Ｃをろ過または遠心分離により溶液分を除去し、残ったろ過物を大量の蒸留水で洗浄し、再度ろ過若しくは遠心分離により溶液を除去した。この一連のろ過・洗浄操作を３〜５回繰り返した後、洗浄した試料を室温で水分がなくなるまで乾燥した。次に、乾燥した試料を例えば８０℃の電気炉中で例えば一晩（２４時間）乾燥した。次に、乾燥した試料をメノウ等の乳鉢内で粉砕し、粒径を２５０μｍ程度に揃えて粉末状の最終試料である粘土セリウム複合体（粘土＋Ｃｅ）を得た。
【００２９】
比較例３．
従来の砒素吸着剤として、粒径を２５０μｍ程度に揃えたゲータイト（α―ＦｅＯ（ＯＨ），Ｆｅ＝６２重量％）粉末を用意した。
【００３０】
比較例４．
実施例３におけるセリウム硝酸塩を鉄硝酸塩に代えた他は、実施例３と同様にしてコロイド化金属複合体（粘土＋Ｆｅ（ＯＨ）2 ）を得た。
【００３１】
以下、砒素吸着剤についての分析実験を説明する。
実験１．
実施例１〜実施例３、比較例１、２および４の各試料粉末を粉末Ｘ線回折装置で分析して粘土の面間隔（ｄ−ｓｐａｃｅ：単位ｎｍ）を調べた。測定条件は以下の通りである。Ｘ線としてＣｕＫα線を用い、３０ｍＡ，４０ｋＶで測定し、スキャン速度を５θ／分とし、スキャン範囲を２〜６０°（室温で測定）とした。測定結果を表１に示した。
【表１】
2005238126.tif 000003
【００３２】
表１から明らかなように、実施の形態１に対応する実施例１、実施例２、および実施の形態２に対応する実施例３並びに比較例４による砒素吸着剤は、比較例１および比較例２による砒素吸着剤に比べて、粘土等の層状体の層間へのセリウムあるいは鉄の分散複合化により粘土層間の間隔（面間隔）が大きくなり、セリウムあるいは鉄が粘土層間にインターカレートしていることが分かる。
【００３３】
実験２．
実施例１〜実施例３、比較例１、２および４の各試料粉末を１５０℃で１時間、真空脱気した。その後、７７Ｋ（−１９６℃）で窒素吸着により窒素の吸着等温線を測定した。吸着等温線より、比表面積（ｍ２／ｇ）、細孔径分布（ＢＪＨ法）、細孔容量を算出した。比表面積の結果を表２に示した。細孔径分布の結果は、実施例１、実施例３、比較例１および比較例２を図３に示し、実施例２、比較例１および比較例４を図４に示した。また、細孔径と細孔容量との関係は、実施例１、実施例３、比較例１および比較例２を図５に示し、実施例２、比較例１および比較例４を図６に示した。
【表２】
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【００３４】
表２から明らかなように、実施例１〜実施例３および比較例４による砒素吸着剤は、比較例１および比較例２による砒素吸着剤に比べて、比表面積が大きいことが分かる。特に、セリウム系でも鉄系でも実施の形態１による構造を有する砒素吸着剤（実施例１および実施例２）の方が実施の形態２による構造を有する砒素吸着剤（実施例３および比較例４）よりも大きな比表面積を有することが分かる。
【００３５】
細孔径分布については、図３および図４から明らかなように、実施例１〜実施例３による砒素吸着剤ではセリウムあるいは鉄の複合化によりメソ孔が形成されているのが分かる。また、実施例１による砒素吸着剤では１０ｎｍ以下の細孔が多く形成されているのが分かる。さらに、細孔容量については、図５および図６から明らかなように、複合化により増加していることが分かる。なお、比較例４による砒素吸着剤は、細孔径分布や細孔容量に関して実施例３による砒素吸着剤とは全く異なる性質を示すことが分かる。
【００３６】
実験３．
実施例１〜実施例３および比較例４について最大砒素吸着容量（ｍｇ／ｇ）を測定した。具体的には、砒素試料としてＡｓ2 Ｏ3 、ＫＨ2 ＡｓＯ4 を使用した。砒素溶液として１〜１０００ｍｇ／ｌ−Ａｓ水溶液を調製し、これを吸着実験に用いた。吸着剤試料５０ｍｇを秤量し、これをバイヤル瓶に入れた２０ｍｌの砒素水溶液中に投入した。室温で２４時間振とうしながら放置した。砒素水溶液中の砒素濃度をＩＣＰプラズマ発光分析装置で定量し、マスバランスから砒素吸着量を算出した。溶液のｐＨを調整する場合には、ＨＣｌもしくはＮａＯＨを用いて砒素水溶液のｐＨ調整を行った。測定結果を表３に示した。なお、表３中の括弧内の数字はセリウムまたは鉄の重量当たりの最大砒素吸着量を示している。
【表３】
2005238126.tif 000005
【００３７】
表３から明らかなように、砒素（ＩＩＩ）および砒素（Ｖ）のいずれにおいても、実施例１〜実施例３における砒素吸着量は比較例４における砒素吸着量に比べて高く、特に実施例１および実施例２における砒素吸着量が高いことが分かる。
【００３８】
実験４．
実施例１〜実施例３、比較例２〜比較例４について砒素濃度の変化に対する砒素吸着量の関係を調べた。実施例１、実施例３および比較例３の比較については図７に示し、実施例３、比較例３および比較例４の比較については図８に示し、実施例２、比較例４および比較例３の比較については図９に示した。
【００３９】
図７から明らかなように、実施例１および実施例３による砒素吸着剤は、比較例３による砒素吸着剤に比べて、低い砒素濃度から砒素吸着量が大きいことが分かる。また、このセリウム系の砒素吸着剤である実施例１および実施例３においては、砒素（ＩＩＩ）および砒素（Ｖ）に対する吸着量が同等であることが分かる。
【００４０】
図８から明らかなように、実施例３によるセリウム系の砒素吸着剤は、比較例３および比較例４による鉄系の砒素吸着剤に比べて、特に低い砒素濃度において吸着量が大きいことが分かる。同じく、鉄系の砒素吸着剤である比較例３および比較例４では、砒素（ＩＩＩ）に対する吸着量と砒素（Ｖ）に対する吸着量とが大きく異なるのに対し、実施例３による砒素吸着剤は、砒素（ＩＩＩ）および砒素（Ｖ）に対する吸着量が同等であることが分かる。
【００４１】
図９から明らかなように、実施例２による鉄系の砒素吸着剤は、比較例４および比較例３による鉄系の砒素吸着剤に比べて、如何なる砒素濃度においても常に吸着量が大きいことが分かる。また、実施例２による砒素吸着剤においては、砒素（ＩＩＩ）に対する吸着量と砒素（Ｖ）に対する吸着量とが異なるが、吸着量のレベルが高いことから、実際の砒素汚染水処理における砒素吸着に影響を与えるものではない。
【００４２】
実験５．
砒素吸着における共存アニオンの影響を調べた。この実験では、まずＮａＨＣＯ3 、ＮａＣｌ、Ｎａ2 ＨＰＯ4 、Ｎａ2 ＳＯ4 を用いて、Ａｓ水溶液にこれらの塩を所定量添加して試料液を調製した。次に、この試料液に対して、実施例１および実施例３による砒素吸着剤を用いて砒素吸着実験を行った。このとき、砒素濃度を５ｍｇ／ｌとし、５０ｍｇの砒素吸着剤に対して１０ｍｌの割合で試料液を接触させた。この実験における共存アニオンの影響を図１０〜図１３に示した。
【００４３】
図１０〜図１３から明らかなように、実施例１および実施例３による砒素吸着剤を用いた場合に、砒素（ＩＩＩ）に対する吸着および砒素（Ｖ）に対する吸着に関して、各アニオン濃度を低濃度から高濃度へ変化させても、そのアニオンの存在により砒素吸着性能（除去率）が大きく変化しないことが分かる。
【００４４】
実験６．
砒素吸着に及ぼす溶液ｐＨの影響を調べた。この実験では、砒素（ＩＩＩ）および砒素（Ｖ）についてそれぞれｐＨ変化に対する砒素除去率を調べた。この実験系では、砒素濃度を４０ｍｇ／ｌとし、５０ｍｇの砒素吸着剤に対して１０ｍｌの割合で試料液を調製した。実施例１〜実施例３および比較例４による砒素吸着剤についての砒素除去率を図１４〜図１７に示した。
【００４５】
図１４〜図１７から明らかなように、実施例１〜実施例３および比較例４による砒素吸着剤は広範なｐＨ領域で高い吸着性能を示すことが分かる。また、実施例１および実施例３によるセリウム系の砒素吸着剤では、アルカリ域で吸着性能の顕著な低下が見られる。しかし、アルカリ域で吸着性能が顕著に低下することは、酸性域で吸着させた後にｐＨをアルカリ域に調整することで砒素を吸着剤から効率よく外すことができることを意味する。したがって、実施例１および実施例３によるセリウム系の砒素吸着剤では、砒素の吸脱着を効率よく行うことができる。
【００４６】
実験７．
実施例１および実施例３によるセリウム系砒素吸着剤の室温時および高温（８０℃）時における砒素吸着等温線を調べ、その結果を図１８に示した。
【００４７】
図１８から明らかなように、実施例１および実施例３のいずれにおいても、室温時に砒素吸着量に比べて、高温（８０℃）時における砒素吸着量が大きく増加しており、高温地熱水や温排水の砒素除去に非常に有効であることが分かる。
【００４８】
以上のように、この発明に係る実施例１〜実施例３による砒素吸着剤は、いずれも水処理剤、砒素等の難分離性アニオン吸着剤、鉛等の極低濃度重金属吸着剤、スカベンジャー、オンサイトポータブルウォータ用浄水器および高温地下水の砒素除去剤等として有効に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明の実施の形態１による砒素吸着剤の製法を説明するための模式図である。
【図２】この発明の実施の形態２による砒素吸着剤の製法を説明するための模式図である。
【図３】実施の形態１および実施の形態２によるセリウム系砒素吸着剤における細孔径分布を示すグラフである。
【図４】実施の形態１による鉄系砒素吸着剤における細孔径分布を示すグラフである。
【図５】実施の形態１および実施の形態２によるセリウム系砒素吸着剤における細孔径と細孔容量との関係を示すグラフである。
【図６】実施の形態１による鉄系砒素吸着剤における細孔径と細孔容量との関係を示すグラフである。
【図７】実施の形態１および実施の形態２によるセリウム系砒素吸着剤の砒素吸着等温線を示すグラフである。
【図８】実施の形態１によるセリウム系砒素吸着剤における砒素吸着等温線を示すグラフである。
【図９】実施の形態１および実施の形態２による鉄系砒素吸着剤の砒素吸着等温線を示すグラフである。
【図１０】実施の形態１によるセリウム系砒素吸着剤の砒素（Ａｓ（ＩＩＩ））除去に及ぼす共存アニオンの影響を示すグラフである。
【図１１】実施の形態１によるセリウム系砒素吸着剤の砒素（Ａｓ（Ｖ））除去に及ぼす共存アニオンの影響を示すグラフである。
【図１２】実施の形態２によるセリウム系砒素吸着剤の砒素（Ａｓ（ＩＩＩ））除去に及ぼす共存アニオンの影響を示すグラフである。
【図１３】実施の形態２によるセリウム系砒素吸着剤の砒素（Ａｓ（Ｖ））除去に及ぼす共存アニオンの影響を示すグラフである。
【図１４】実施の形態１によるセリウム系砒素吸着剤の砒素除去に及ぼす溶液ｐＨの影響を示すグラフである。
【図１５】実施の形態１による鉄系砒素吸着剤の砒素除去に及ぼす溶液ｐＨの影響を示すグラフである。
【図１６】実施の形態２によるセリウム系砒素吸着剤の砒素除去に及ぼす溶液ｐＨの影響を示すグラフである。
【図１７】比較例としての鉄系砒素吸着剤の砒素除去に及ぼす溶液ｐＨの影響を示すグラフである。
【図１８】実施の形態１および実施の形態２によるセリウム系砒素吸着剤の室温時および高温時における砒素吸着等温線を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
１  層状体
３  金属イオン
５  金属複合体
７  コロイド化金属複合体
９  セリウムコロイド粒子
１１  セリウムコロイド複合体
【図１】
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【図２】
2005238126.tif 000007
【図３】
2005238126.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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