Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
### 8.3 実験操作

吸着実験はすべてバッチ法で行った。水相は各種金属イオンの硝酸塩を、所定濃度の1 M硝酸アンモニウム溶液に溶解した。金属の初濃度を1 mmolに調整した。pH調整には5 M硝酸と25 %アンモニア水を用いた。水相を15 mlずつサンプル管に採り、吸着剤0.01gを加え30℃恒温槽で24時間振とうした。吸着剤には上記の2種類のキトサン吸着剤を使用した。平衡後の金属濃度は原子吸光光度計（PERKIN ELMER AAnalyst 100）を用いて測定し、平衡後のpHをpHメーターにより測定した。なお、吸着特性の評価に吸着率（%）と吸着量q、そして分配比Dを用いた。吸着量qは金属イオンの初濃度と平衡後濃度の差を吸着剤量で割ったものを、分配比Dは吸着量と平衡後の水相中の金属イオン濃度の比と定義した。

### 8.4 結果および考察

8．4．1 硝酸アンモニウム溶液からの CuIPMC による金属吸着に及ぼす pH の影響

基準となる PMC による金属吸着の結果を Fig.8-1 に示す。Fig.8-2 には CuIPMC による金属吸着におよぼす pH の影響を示す。PMC と CuIPMC を比較すると、PMC では pH が高くなるにつれ Pd(II)の吸着量が急激に低下し、中性付近ではほとんど吸着しない。一方、CuIPMC は Pd(II)、Au(II)に対し pH 5 までほぼ 100％の吸着率を示し、中性付近でも 40％を超える吸着率を示した。このように価格が安い銅イオンを鋳型金属イオンとすることによって、すでに報告しているパラジウムイオンを鋳型とした PdIMC と同様の結果を示した。さらに、CuIPMC は硝酸アンモニウム系において平面四配位構造の金属に高い親和性を示し、Ni(II)に対して pH 3 付近で 90％を超える吸着率を示している。日本でのコバルト生産で使用するコバルト硫化鉱にはニッケルを含むものが多く使用されている。この結果から、CuIPMC はパラジウム鋳型 PMC(PdIPMC)と同様にコバルト鉱石の浸出液からのニッケルの分離・回収にも適していると考えられる。
Fig.8-1 Effect of the equilibrium pH on the adsorption percentage of metal ions with PMC.

Fig.8-2 Effect of the equilibrium pH on the adsorption percentage of metal ions with CuIPMC.
PMC および CuIPMC について、Pd(II) に対して Co(II) が大過剰に含まれる Co(II)/Pd(II) 混合系の溶液から、Pd(II) の選択的回収を試みた。結果を Fig.8-3、Fig.8-4 に示した。CuIPMC は Pd(II) に対して Co(II) が 50 倍以上含まれている硝酸アンモニウム水溶液からでも、Pd(II) においてはほぼ 100%、Co(II) は 3% の吸着率を示した。このことから、CuIPMC は八面体錯体構造である Co(II) および平面四配位構造である Pd(II) の混合溶液から Pd(II) を高選択的に回収可能であり、PMC と比べより高い選択性を持つ吸着材であることが確認された。

Fig.8-3 Selective adsorption of over cobalt(II) palladium(II) from their mixture solution in aqueous 1 mol dm $ ^{-3} $ NH $ _{4} $ NO $ _{3} $ solution on CuIPMC.

Fig.8-4 Selective adsorption of over cobalt(II) palladium(II) from their mixture solution in aqueous 1 mol dm $ ^{-3} $ NH $ _{4} $ NO $ _{3} $ solution on PMC.

また、Table 8-1 の分離係数の値から PMC と比較して CuIPMC は、Co(II)と Pd(II)が含まれる溶液から Pd(II)を効果的に吸着していることが示唆された。（ここで、D_{i}：CuIPMC における分配比 $$ dm^{3}kg^{-1} $$ 、D_{n}：PMC における分配比 $$ dm^{3}kg^{-1} $$ 、α_{i}:CuIPMC における分離係数、α_{n}：PMC における分離係数、α_{r}=α_{i}/α_{n}：相対的な選択係数である。）
Table 8-1 Selectivity parameters of CuIPMC for Pd(II).

[Pd(II)]:[Co(II)]=1:1

$ D_{i} $	$ D_{n} $	$ \alpha_{i} $	$ \alpha_{n} $	$ \alpha_{r} $
Pd	47.86	2.00
Co	0.04	0.21	1072.31	9.35	114.64

[Pd(II)]:[Co(II)]=1:15

$ D_{i} $	$ D_{n} $	$ \alpha_{i} $	$ \alpha_{n} $	$ \alpha_{r} $
Pd	49.15	2.41
Co	0.04	0.10	1351.95	24.72	54.68
## 8 ．4．3 CuIPMC による Cu(II)の吸着等温線と吸着温度の影響

銅の吸着等温線の結果を Fig.8-5 に示した。Table8-2 には Fig.8-6 のプロットから算出された吸着パラメータを示している。CuIPMC は PMC と比べ飽和吸着量が増加しており、吸着平衡定数が PMC の約 3 倍大きい。低い濃度で存在する Cu(II) もほぼ定量的に吸着した。これは CuIPMC が銅の鋳型を有しているため、CuIPMC の銅イオンに対する親和性が非常に高いためであると考えられる。この結果から、CuIPMC は低濃度で存在する Cu(II) を回収するのに適した吸着材で有ることが分かった。

Fig.8-5 Adsorption isotherm of Cu(II) at 303K.

Fig.8-6 Langmuir Plot

Table 8-2 Saturation adsorption(q_{s}) and adsorption equilibrium constants(K) of copper(II) on PMC and CuIPMC.

Adsorbent	q_{s}[mmol g^{-1}]	K [dm^{3} mmol^{-1}]
PMC	1.18	9.94
CuIPMC	1.38	27.43
吸着等温線の温度依存性を調べ、吸着におよぼす熱力学的パラメータを求め、その吸着機構について検討した。0.01 g の PMC および CuIPMC を 10 - 40 mg dm $ ^{-3} $ の Cu(II)溶液 15 cm $ ^{3} $ に加え pH 7 に調整し、10、30、50 ℃ の恒温槽で 24 時間振とうした。24 時間後、ろ液を希釈して Cu(II)の濃度を ICP 発光分析装置（SHIMADZU ICPS=7000）で測定した。10、30、50 ℃ での PMC および CuIPMC の各温度での飽和吸着量 q $ _{s} $ と吸着平衡定数 K を Table 8-3 に示した。

また、評価には下記に示す温度の逆数（1/T）および $ \ln K $ の関係を表す式を用い、そのプロットを Fig.8-7 に示した。

Fig.8-7 Effect of temperature on adsorption of Cu(II) on PMC and CuIPMC.
さらに、それらの結果から以下に示す式より $ \Delta G^{o} $ 、 $ \Delta H^{o} $ 、 $ \Delta S^{o} $ の値を求め、Table8-4 に示した。

$$ \varDelta G^{o}=\varDelta H^{o}-T\varDelta S^{o} $$

$$ \varDelta G^{o}=-R T\ln\mathrm{K} $$

$$ \ln K=-\Delta H^{o}/RT+constant $$

ΔG°	…標準自由エネルギー変化	[kJ mol⁻¹]
ΔH°	…標準エンタルピー変化	[kJ mol⁻¹]
ΔS°	…標準エントロピー変化	[J K⁻¹ mol⁻¹]
T	…絶対温度	[K]
R	…気体定数	[J K⁻¹ mol⁻¹]

Table 8-3 および Table 8-4 の結果より、PMC と CuIPMC の各温度での飽和吸着量 $ q_{s} $ の差はほとんど見られなかった。また、反応温度にかかわらず吸着平衡定数 K の値はほぼ一定であることが判る。(5)式に基づいてプロットした Fig.8-7 に示した実験点を見ると、PMC および CuIPMC は傾きがほぼ 0 であることが分かる。このことから(3)式より、PMC と CuIPMC は $ \Delta H^{0}=1.35 $ 、 $ \Delta H^{0}=0 $ であることが示された。したがって、PMC および CuIPMC の $ \mathrm{Cu(II)} $ 吸着反応は $ \Delta S^{0} $ に依存していると考えられる。また、(1)、(2)式を用いて各パラメータを計算すると、CuIPMC の $ \Delta G^{0} $ 値は PMC の $ \Delta G^{0} $ 値より小さいことが判る。この結果から CuIPMC は、PMC より $ \mathrm{Cu(II)} $ を吸着する反応が進行し易いことが示唆された。
Table 8-3 Saturation adsorption and equilibrium constants of Cu(II) on CuIPMC.

Temperature[K]	q_{s}[mmol g^{-1}]	K[dm^{3} mmol^{-1}]
283	0.83	10.2
303	0.87	11.1
323	0.79	12.9

Temperature[K]	q_{s}[mmol g^{-1}]	K[dm^{3} mmol^{-1}]
283	0.79	87.2
303	0.83	97.6
323	0.80	86.7

Table 8-4 Themodynamic parameters in the adsorption of Cu(II) on PMC and CuIPMC.

Adsorbent	$ \Delta G^{o} $ [kJ mol $ ^{-1} $ ]	$ \Delta H^{o} $ [kJ mol $ ^{-1} $ ]	$ -T\Delta S^{o} $ [kJ mol $ ^{-1} $ ]	$ \Delta S^{o} $ [J K $ ^{-1} $ mol $ ^{-1} $ ]
PMC	-6.14	1.35	-7.49	24.70
CuIPMC	-11.36	0	-11.35	37.45
# 第9章 架橋キトサンコーティングフィルターの開発と ITO エッジング廃液か

らの In(III)および Sn(IV)の高速回収への応用

### 9. 1 緒言

キトサン自身の大きな特性である金属吸着機能を利用して、カートリッジフィルターが有する流量性、操作性などの構造上の特徴をうまく融合させることにより、フィルター表面にキトサンを高効率にコーティングしたカートリッジフィルターの製造技術を確立し、インジウムを含有するシュウ酸エッチング溶液からインジウムを高選択性に効率よく回収する技術を開発する。

キトサンを効率よく、しかも均一にコーティングしたカートリッジの製造プロセスを確立するためには、様々な要素技術（吸着選択性、コーティング法、コーティング量）の最適化と確立が重要となる。キトサンカートリッジの製造条件とその吸着性能を詳細に検討するために、キトサンの酢酸溶液を用いた浸漬法により調製したキトサンコーティングフィルター（キトサンカートリッジ）の吸着特性について検討した。

### 9.2 結果と考察

9.2.1 フィルターのコットン糸を用いたキトサンコーティング法の開発

キトサンは分子骨格中に貴金属やレアメタルと親和性の高いアミノ基を持っているが、一方ではこのアミノ基によって酸溶液に容易に溶解する特性を持っている。このキトサンの特性を利用してフィルターにキトサンをコーティングする方法（ディップコーティング法）を検討した。

まず、コットン糸（1 g）をキトサン1 wt%溶液（酢酸濃度=0.5 M）に3時間含浸させ、コットン糸表面にキトサンをコーティングした。次に、1 N NaOHに6時間含浸させ、キトサンをコットン糸に固定化させた。その後、副生成物である酢酸ナトリウムを取り除くために、蒸留水で洗浄した。最後に、50℃の乾燥機に入れ、一晩乾燥させた。調製工
程を Fig.9-1 に示す。結果として、コットン 1 g 当りに付着するキトサン量としては 0.1 g コットン 1 g となった。

Fig.9-1 Preparation process of the chitosan coating cotton thread.

9．2．2　カートリッジフィルターを用いたキトサンコーティング量の最適化

コットン糸単体でのキトサン付着量がカートリッジフィルターで処理した場合にこの想定通りとなるか、糸巻き目の大きさの影響有無も含め確認を行った。

カートリッジフィルターは、全長 58 mm（サイズ：62.5 L）、外径 61 mm、内径（糸部）34 mm を使用し、糸巻き目が 50, 75, 200 μm の 3 種類を用いて、Fig.9-1 と同様の工程でフィルターにキトサンを付着させた。キトサン付着量の結果を Table 9-1 に示す。コットン糸単体と比較すると 50～70% のキトサンが付着していることが分かった。

Table 9-1 Quantity of chitosan adhesion to the chitosan coating filter.

サンプル	未処理	コーティング後	コア重量	付着量
[g/62.5L]	[g/62.5L]	[g]	[g]	[g/杀1g換算]
杀単体	-	-	-	-	0.10
フィルターの糸巻き目の大きさ	50μm	46.3	49.2	7	2.9	0.07
75μm	44.9	47.4	7	2.5	0.07
200μm	38.1	39.8	7	1.7	0.05
## との関係

想定していたよりも付着量が少なかった原因を解明するために、続いて、カートリッジの半径方向への各層でのキトサン付着量を確認した。キトサン付着量は外層（φ61～56 mm 層）、中間層（φ50～45 mm 層）、内層（φ39～34 mm 層）およびコットン糸全体でのキトサン付着総量を測定して検討した。結果を Fig.9-2 に示す。

Fig.9-2 Relationship between the quantity of coated of chitosan to the radial direction and the thread density.

まず、試作水準に関わらず外層部は付着量が多くなる傾向にあるが、これはカートリッジの円筒形という形状（最外層の表面凹凸、表面積が大きくとれる点）に起因する現象と考えられる。

その他の層での付着量（内層、中間層）に関しては、試作水準含めて大差なく、各カートリッジ総量の付着量に近い値であった。これは、50および75μmでは中間層での糸密度が他より高くなっている（空間が少ない）ことに関係していると考えられる。

基本的に、各試作水準共に糸１ｇ当りのキトサン付着量では大差ないが、各層間での
付着量、糸密度を大局的に見た場合、200 μm のフィルターが最も変動が少ない傾向にあった。これは、糸密度が他の各層のコーティング量と比較して低いことにも関係すると考えられるが、このことは実際の金属イオンの吸着回収時における対象液との接触時にも流量が均等に流れることが期待できる。

#### 9.2.4 コーティングのためのキトサン溶液濃度と巻き目の違いによるコー

## ティング量への影響

コットン糸カートリッジの浸漬時に使用するキトサン溶液の濃度と、巻き目変更の両面について、吸着・脱着操作性も考慮に入れ、フィルターのコーティング方法の最適化を検討した。なお、キトサン付着量の目標値としては昨年度に報告したバッチ式における吸着量から算出し、コスト計算を考慮した、「糸1g当り0.1g、62.5Lカートリッジ当り3.7g」に近づけることを目指した。

各キトサン濃度1 wt%（酢酸濃度：0.05 M）、2 wt%（酢酸濃度：0.1 M）、3 wt%（酢酸濃度：0.15 M）を用い、巻き目が5 μm（目が細かい），200 μm（目が粗い）の2種類のフィルターに含浸させ、Fig.9-1と同様の工程でフィルターを調製した。各フィルターのキトサン付着量をTable 9-2に示す。200 μmフィルターをベースに処理時に用いるキトサン濃度変化による実験結果を見ると、ほぼキトサン濃度に依存した付着量が認められ、3 wt%溶液処理時に62.5 L当りでの付着量2.6 g、糸1 g当りにて0.08 gと、それぞれの換算単位で目標値の70～80%の付着量という結果が得られた。

Table 9-2 Dependency of chitosan concentration and size of spool on its adhesion quantity.

糸巻き目の大きさ	キトサン濃度	付着量
g/62.5L	g/糸 1 g換算
200μm(粗い)	1 wt%(0.05M 酢酸使用)	0.9	0.03
2 wt%(0.10M 酢酸使用)	1.6	0.05
3 wt%(0.15M 酢酸使用)	2.6	0.08
5μm(細かい)	1 wt%(0.05M 酢酸使用)	0.9	0.02
2 wt%(0.10M 酢酸使用)	2.0	0.05
3 wt%(0.15M 酢酸使用)	3.0	0.07
実用化を想定し、フィルターへのキトサンおよびキトサン誘導体のコーティングが及ぼす処理液体の流量への影響を確認するために、キトサンによるコーティング処理したフィルターを用い、評価を行った。評価方法として、フィルター（5および200μm）を各キトサン溶液（2および3wt%）でコーティングして調製したフィルターを用いて、各流量（200,500,1000cm³/min）を流したときの圧力損失（圧損）を測定した。結果をTable 9-3に示す。200μmフィルターではコーティング処理を施しても未処理品と変わらず圧損は認められないが、5μmフィルターでは処理濃度に応じた圧損が認められ、例えば1000cm³/min通水時の場合には0.11MPaの圧損が見られた。実廃液ではこのような高い流量の必要はなく、250L換算にて1～2L/min程度（62.5Lサイズで500mL/min以下）と言われているが、5μmフィルターをベースに考えると、圧損の上昇が一つの大きな問題点であると考えられる。

Table 9-3 Flow characteristics of cartridge (62.5L).

糸巻き目の大きさ	キトサン濃度	付着量	ΔP (MPa)
g/62.5L	200 mL/min	500 mL/min	1000 mL/min
200 μm (粗い)	未処理	-	<0.01	<0.02	<0.02
2 wt% (0.10M 酢酸使用)	1.5	<0.01	<0.02	<0.02
3 wt% (0.15M 酢酸使用)	2.8	<0.01	<0.02	<0.02
5 μm (細かい)	未処理	-	<0.01	<0.02	<0.02
2 wt% (0.10M 酢酸使用)	1.8	<0.02	<0.04	<0.06
3 wt% (0.15M 酢酸使用)	3.0	<0.02	<0.05	<0.11
ブランク (空力プセル)	-	-	<0.01	<0.01	<0.01

これまでの検討結果より、糸巻き目が200μmのフィルターを用いてキトサン濃度が3wt%（0.15M 酢酸濃度）に含浸し、Fig.9-1のコーティング工程に沿って調製したフィルターが総括的に最適であることを見出した。今後の実験では、この条件で調製したキトサンコーティングフィルターを使用した。
### 9.3 架橋キトサンコーティングフィルターによる ITO エッジング液再生への応用

### 9.4 绪言

鉱石に含まれる貴金属や電子産業から廃棄される金属含有廃棄物、あるいはメッキ廃

液は主に鉱酸などに溶解されており、キトサンを吸着材として使用する場合には、酸に

不溶化するために架橋しなければならない。そこで、工業的に使用するためにキトサン

コーティングフィルターの架橋処理法の最適化を検討した。

前述した方法にしたがって、まずキトサンを酢酸に溶解し、そこにコットンフィルタ

一を浸漬することにより、キトサンを物理的に付着させ、その後アルカリ処理すること

によってキトサンコーティングフィルターを調製した。しかし、そのままでは実際に対

象とするシュウ酸溶液からのインジウムを回収する際に、アミノ基のプロトネーション

によってコーティングされたキトサンが容易に溶解するために、ターゲットとしている

インジウム含有シュウ酸溶液に使用できない。したがって、フィルターにコーティング

したキトサンが酸性溶液に溶解しないようにすることが重要な要素技術となる。本研究

では、架橋剤であるエピクロロヒドリンを用いてキトサンの架橋処理を行うが、このキ

トサンをコーティングする際に同時に架橋処理を行うことが大きなポイントであること

がわかった。このことによって、キトサン同士およびキトサンとコットンフィルターを

化学的に固定化することができ、キトサンの剥離を二重に防ぐ効果があることがわかる

た。したがって以後は、架橋とコーティングを同時に行う方法を用いた。

架橋キトサンコーティングフィルターの合成スキームを Scheme9-1 に示す。まず、コ

ットンフィルターをキトサンの酢酸溶液中に含浸させ、その後、このフィルターを水酸

化ナトリウム水溶液に含浸させることによってフィルターにキトサンを固定化した。そ

の後、蒸留水で洗浄後、 $ 50^{\circ} $ Cの乾燥機で一晩乾燥させた。次に、キトサン含有フィルタ

一をイソプロパノール水溶液と水酸化ナトリウム水溶液の混合溶液中でキトサンを膨潤

させた後、架橋剤であるエピクロロヒドリンを用いて架橋処理を行った。最後に、蒸留

水で洗浄し、50℃の乾燥機で一晩乾燥させ、架橋キトサン含有フィルターを調製した。
得られた架橋キトサンフィルターは、SEMによりキトサンが付着していることを確認した。SEM画像はFig.9-3に示している。

Scheme 9-1 Scheme of chitosan coating thread

(A) cotton thread

(B) Chitosan coating cotton thread

Fig.9-3 SEM images of thread before and after coating with chitosan.
### 9.5 実験操作

吸着および脱離実験はすべてバッチ法で行った。初濃度および平衡後の金属濃度は原子吸光光度計(PERKIN ELMER AAnalyst 100)またはICP発光分析装置(SHIMADZU ICPS=7000)を用いて測定し、平衡塩酸濃度は中和滴定により求めて測定した。なお、吸着特性の評価に吸着率（Adsorption %）、脱離率（Desorption %）および吸着量qを用いた。吸着量qは金属イオンの物質収支と吸着材の量から求めた。

$$ q=(C_{0}-C_{e})\times15/w $$

$$ Adsorption\%=((C_{0}-C_{e})/C_{0})\times100 $$

$$ \mathrm{Desorption}\%=\left(C_{\mathrm{d}}\times15/1000\right)/\left(\left(C_{0}-C_{\mathrm{e}}\right)\times10/1000\right)\times100 $$

q: 吸着量 [mmol g^{-1}]， $ C_{0} $ : 初期金属濃度 [mmol dm^{-3}]， $ C_{e} $ : 金属平衡濃度 [mmol dm^{-3}]， $ C_{d} $ : 脱離液中の金属濃度 [mmol dm^{-3}]，Adsorption %: 吸着率，Desorption %: 脱離率，w: 樹脂量 [g]

## 1 ) 吸着実験

水相は各種金属イオンの塩酸塩を、所定濃度の塩酸溶液およびシュウ酸溶液に溶解した。金属の初濃度を1 mMに調整した。水相を15 cm³ずつサンプル管に採り、CLAC 0.05 gを加え30℃恒温槽で24時間振とうした。

## 2 ) 脱離実験

インジウム塩酸塩を 5 wt% シュウ酸溶液に溶解し, In(III)の初濃度を 150 ppm とした。溶液 15 cm³ に対して CLAC 0.05 g を加え、30℃ 恒温槽中で 24 時間振とうした。振とう後ろ過を行い、回収した CLAC に 15 cm³ の各脱離溶液を加え、再び 30℃ 恒温槽中で 24 時間振とうした。
### 9. 6 結果および考察

9．6．1 架橋キトサンコットン糸によるシュウ酸溶液からの In(III)の吸着等温線

架橋キトサンを固定化したフィルターによる In(III)の飽和吸着量を求めるために、フィルターと同様の素材であるコットン糸に架橋キトサンを固定化したものを用いて飽和吸着量を測定した。また、比較としてキチン原料の架橋キトサン(CLAC)を用いた。

30℃における CLAC および架橋キトサンコットン糸による In(III)の吸着等温線を Fig.9-4 に示す。吸着等温線は Langmuir 式に基づいて、それぞれの飽和吸着量および吸着平衡定数を算出した。

$$ q_{\mathrm{e}}=\frac{K_{\mathrm{L}}C_{\mathrm{e}}q_{\mathrm{m}}}{1+K_{\mathrm{L}}C_{\mathrm{e}}}\quad(1)\qquad\frac{C_{\mathrm{e}}}{q_{\mathrm{e}}}=\frac{1}{q_{\mathrm{m}}}C_{\mathrm{e}}+\frac{1}{K_{\mathrm{L}}q_{\mathrm{m}}} $$

$$ \begin{aligned}&q_{m}:\mathrm{ 飽 和吸 着量 }\left[\mathrm{mol}\mathrm{dm}^{-3}\right]\\ &K_{L}:\mathrm{ 吸 着平衡 定数 }\left[\mathrm{dm}^{3}\mathrm{mmol}^{-1}\right]\\ \end{aligned} $$

$ q_{m} $ および $ K_{L} $ を求めるために、(2)式に基づいてLangmuirプロットを行い、Fig.9-5にそれらの結果を示す。直線の傾きから $ q_{m} $ 、切片から $ K_{L} $ をそれぞれ求めた。それらの結果を Table 9-4 に示す。

Table 9-4 equilibrium constant and $ K_{L} $ with chitosan coating cotton

Sample	$ q_{m} $ [mmol g $ ^{-1} $ ]	$ K_{L} $ [dm $ ^{3} $ mmol $ ^{-1} $ ]
Chitosan coating cotton	1.58	0.67
CLAC	1.72	1.20
Fig. 9-4 Adsorption isotherms of In(III) from 5 wt% oxalic acid solution on CLAC and Chitosan coating cotton.

Fig.9-5 Langmuir plot
## 速度の影響

工業的な吸着処理において処理速度は非常に重要な問題となっている。例えば、カラム法による吸着処理では、処理速度を速めるために通液速度を速くできるように、樹脂を多孔性にすることによって対処している。しかしながら、カラム法による吸着は未だ遅いというのが現状である。そこで、本研究では樹脂の代わりにフィルターを用いることによって通液速度をさらに速くすることを可能にし、今まで数桁速い超高速で吸着処理技術の開発を目指した。

まず、通液（吸着）速度を検討するための基礎データを蓄積するために、バッチ法およびフィルターによる方法を検討し、フィルターを用いる場合には流量を250～1000 cm³まで変えて最適な流量を調べた。これらの結果をFig.9-6に示した。この結果より、通液することによって浸漬するよりも3-5倍も吸着速度が速くなることが分かった。この結果は、今回の目標の一つであった、キトサンをフィルターにコーティングすることによって、バッチ浸漬によるインジウム回収能力（吸着容量および吸着速度など）の1.5倍は容易に達成できたことを示している。また、流量が500 cm³以上になると吸着速度はほとんど同じ程度であった。したがって、本研究では最適流量を500 cm³として以後の実験を行った。
Fig.9-6 Effect of contact time on the adsorption percentage of In(III) on chitosan cartridge filter from 5 wt% oxalic acid solution.

9．6．3 架橋キトサンカートリッジによる In(III)単一溶液および In(III)と Sn(IV)を混合したシュウ酸溶液からの各金属イオンの吸着選択性

エッチング廃液は In(III)と Sn(IV)の金属イオンが主に存在し、In(III)は Sn(IV)の10倍の濃度となっている。そのため、これらの金属イオンの分離が重要となる。しかしながら、架橋キトサン(CLAC)は、シュウ酸溶液から In(III)と Sn(IV)の両者に対して高い吸着率を示した。そこで吸着過程における両者の分離ではなく、溶離過程における両者の分離・回収を行った。本研究では、Sn(IV)が両性元素であることを利用して脱離剤にアルカリを用いることによって Sn(IV)だけを選択的に脱離させ、その後、脱離剤に塩酸を用いて In(III)を回収する方法を検討した。

そこで、まず In(III)を吸着する際に共存する Sn(IV)がどのような影響を及ぼすかを観察するために吸着質として In(III)の単一溶液と In(III)と Sn(IV)の混合溶液を用いた
(In(III): 150ppm, Sn(IV):15ppm, 溶液 : 1 dm^{3}、流量 : 500 cm^{3}/min)。その結果を Fig.9-7 に示す。この結果より、Sn(IV)を混合しても In(III)の吸着量はほとんど影響されなかった。

In(III) 单独

In(III) 混合

Sn(IV) 混合

Fig.9-7 Effect of contact time on the adsorption percentage of In(III) and Sn(IV) on chitosan cartridge filter from 5 wt% oxalic acid solution.

## 9 ．6．4 架橋キトサンカートリッジの再利用技術の開発

吸着材の再生は、その吸着プロセスが工業的に成り立つかどうかの判断にもなる重要な問題である。例えば、キレート樹脂は吸着した金属を溶離することが難しく、樹脂の再利用が困難であり、その経済性の問題から付加価値の高いものへの応用に限られている。

本研究では、In(III)の脱離剤として1 mol dm $ ^{-3} $ HClを用い、同じフィルターを用いて吸着および脱着を行い、吸脱着能力を検討した。実験結果をFig.9-8に示した。また、吸着
および脱着の実験条件を以下に示している。

吸着液（1000 cm³）[吸着時間：24 h]
● シュウ酸 5 wt%
● In $ ^{3+} $ 150 ppm

脱着液（250 cm³） [脱着時間：24 h]
● 1 M HCl
※ 1 回目だけ 0.5 M HCl

Fig.9-8 Effect of the reuse on In(III) with the cross-linked chitosan coating filter

結果より、吸着率および脱着率は10回行っても、ほぼ同じ値となり、本カートリッジが再利用できることが明らかとなった。

## 9 ．6．5 水酸化物沈殿によるインジウム回収システムの構築

一般的に、金属濃度が $ 10 \, g/L $ 以上でなければ金属回収会社に引き取ってもらえない状況である。今回の擬似液を吸着・脱離を 100% とすると、 $ \mathrm{In(III)} $ 濃度は $ 1500 \, \mathrm{ppm} (= 1.5 \, \mathrm{g/L}) $ となる。これでは、目標の値に達成しない。そこで、1500 ppm の $ \mathrm{In(III)} $ 溶液に水酸化ナトリウム水溶液を加え、水酸化物沈殿として回収することで、 $ \mathrm{In(III)} $ 溶液ではなく水酸化インジウム（固体）として回収できないかを検討した。

まず、インジウム擬似脱離液 $ 250\ cm^{3} $ ( $ \ln^{3+}=1500\ ppm $ ) を調製し、インジウムに対し
て NaOH を 1.5 倍（半当量）、3 倍（当量）、6 倍（2 当量）加え、室温で 1 時間攪拌した。次に、上澄み液のインジウム濃度を測定し、水酸化インジウムがどの程度生成できたかを確かめた。吸い酸化インジウムの沈殿反応は、

$$ \mathbf{In}^{3+}+3\mathbf{OH}^{-}\rightarrow\quad\mathbf{In(OH)_{3}} $$

で示される。結果を Table 9-5 に示した。この結果より、上の反応式と同様に、NaOH を In(III) に対して半当量加えたときは上澄み液の In(III) の濃度も半分となった。また、その他は上澄み液に In(III) が存在していなかったことから、完全に水酸化インジウムとして沈殿したと考えられる。このことから、In(III) に対して当量の NaOH を加えることで、100% 水酸化インジウムを回収することが分かった。また、この水酸化インジウムは微細粒子であったが、高速でろ過できる粒子径であったため回収は容易であった。

Table 9-5 Concentration of In(III) of top liquid.

Inに対してのNaOHの当量	初期インジウム濃度 [mM]	上澄み液のインジウム濃度 [mM]
1.5 当量（アルカリ不足）	11.9	4.45
3.0 当量（等量）	0
6.0 当量（アルカリ過剰）	0
## 第 10 章 総括

本プロジェクトの目標の一つであった、廃電子機器（携帯電話の基板）から「ターゲットリーチングの開発」に、その可能性を見出した。また、バイオマス廃棄物の海老や蟹の殻から得られる「キチン・キトサン」を吸着材の素材として、廃電子材料や廃触媒から貴金属・レアメタルを回収するための新規吸着材の開発を行うと共に、目的金属に対する高い選択性および高い吸着速度を発現する吸着材の分子設計や細孔構造設計を行った。さらに吸着材に導入したキレート配位子の化学構造と吸着選択性の関係を明らかにし、高い吸着速度を実現するために貫通孔の大きさ、粒径などの関係を検討し、孔構造の最適化（パーフュージョンクロマトグラフィー）を行った。また、ろ過材にキトサンやキトサン誘導体をコーティングする方法を開発し、実用化技術として確立した。

## [I]ターゲットリーチング法の開発

廃電子機器の中でも金の含有量の高い携帯電話の基板部分を「ターゲット浸出」し、前処理としてアルカリ処理後、浸出溶液を選択することによって、金、白金、パラジウムのみが高選択的に浸出されることを見出した。また、太陽光廃パネルについても、大量に存在する亜鉛を選択的に浸出する方法を見出した（特許申請中）。

## [Ⅱ] キチンおよびキトサンを素材とした高選択的吸着材の分子設計および表面・細孔構造設計

新規キトサン誘導体の開発と、貴金属・レアメタルの回収材としての応用を展開し、新たに合成した吸着材の評価（吸着選択性、吸着容量、吸着平衡）を吸着材のキレート配位子の種類や化学構造と関連付けながら検討し、それらの実用化を目指した。
### 1. キチンを出発原料とした架橋キトサンおよび架橋キトサン誘導体の合成

## （１） キチンを出発原料とした架橋キトサンおよびこれを基体とした架橋キトサン誘 導体の合成

キチンから出発するメリットは、架橋の際にアミノ基の保護が必要ないことである。キチンの化学構造から明らかなように、キチンを出発原料とすることによってアミノ基を保護する必要もなく架橋でき、従来法のシッフ塩基を用いてキトサンのアミノ基を保護する方法に比べて合成ステップが簡略化できた。その合成スキームを以下に示す。なお、架橋剤の種類（反応部位、メチレン鎖長）の影響についても検討した。

さらに、この合成法の確立により、この架橋キトサンを出発原料とし、上述したターゲットリーチング法による浸出液からの金属イオンの選択的分離・回収のための各架橋キトサン誘導体をワンステップで開発することが可能となった。

本プロジェクトでは、キチンを出発原料とした架橋キチンから、架橋キトサン誘導体を10種類開発した。ジメチルアミン（DMC）、（MTUC）、グルコース（GLC）、4級アミンを有する[QPBC][Cl]および[QPMC][Cl]、チオエーテル（MTPC）、5種類のポリオール（GLC、GALC、MLCおよびALC）およびピリジルメチル（PMC）を導入したキトサン誘導体の化学構造を以下に示す。
また、架橋キチンから合成したこれらの吸着材は、ほとんど膨潤することなく顆粒状で水の流動性もよく、カラムにも使用できることがわかった。しかもキトサンからアミノ基をシップ塩基で保護して架橋したキトサンよりも飽和吸着量が大きいことを見出した。

### 2. キトサンを出発原料とした架橋キトサンおよび架橋キトサン誘導体の合成

## （１）シッフ塩基を経由する架橋キトサンおよび架橋キトサン誘導体の合成

キトサンを出発原料にするメリットは、均相系で反応ができるため、導入するキレート配位子の導入量を高めることができる点にある。シッフ塩基の生成反応によって、キトサンのアミノ基を保護することができ、この反応はほぼ定量的に進む。その後、架橋しシッフ塩基を還元した後、酸に安定な2級アミンにしておく必要がある。本法で合成されたキ
トサン誘導体の構造を以下に示す。

MTPC

（２）Ｏ/Ｗ/Ｏ エマルションを利用した貫通孔を有する超多孔性微粒子（OWOC）の調製

パーフュージョンクロマトグラフィー用の吸着材を開発するため、大きな貫通孔を有する超多孔性キトサン微粒子（OWOC）の調製を行った。そのSEM写真を以下に示す。Ｏ/Ｗ/Ｏ エマルション中の内油相滴の合一によって滴径の大きな内油相が形成され、その結果、貫通孔が形成されたと考えられる。表面は２～６μｍの均一な細孔を有することが分かった。

(a): total image

(b): surface.

(c): cross-section surface.

粒径や細孔構造制御は、エマルションの内相のオイル相と、キトサン相の割合を制御することによって行えることを明らかにした。

## （３）架橋反応と配位子導入を同時に達成するキトサン誘導体の合成

OWOC に貴金属イオンに対する親和性を付与するため、分子の両端に官能基を有する 1、
2-エタンジチオール (EDTSC) やアミノエタンチオール (AETSC) を使用し、両端を OWOC に固定化することにより配位子を導入し、これによって架橋も同時に達成できる新規キトサン誘導体の調製法を開発した。また、OWOC にクロロメチルオキシランを架橋剤とし、エポキシ活性化された OWOC に 2-アミノチオフェノールを配位子として導入した CAPTC を合成した。また、グルタルアルデヒドを架橋剤とし、2-アミノチオフェノールを配位子とした GAPTC を合成した。また、キトサンのアミノ基とグルタルアルデヒドとの反応によりシッフ塩基を合成し、その後還元することによって 2 級アミンとし、そこにホルムアルデヒドとホスフィン酸を同時に導入したキトサン誘導体（フェニルホスフィン酸（PPAC）、ジェチレンアミンフェニルホスフィン酸（DPAC）、ホスフィン酸（PHAC））を合成した。また、この方法と同様にして、イソチオウレア（POTUC）、8-キノリノール（QNOC）を導入した OWOC を合成した。以下にその構造を示す。
以上述べた新規吸着材の開発は、本プロジェクトの核心部分であり、本プロジェクトの成否を左右する重要な検討課題である。
## [II] 新規に合成された各種吸着材による金属イオンの吸着選択性および貴金属・レアメタル吸着への応用

### 1. キチンを出発原料とした架橋キトサン誘導体による金属イオンの吸着特性

## 1 ・1 架橋キトサン（CLAC）による国家備蓄対象レアメタルの硝酸アンモニウム溶液からの吸着特性

CLAC による 1 M の硝酸アンモニウム溶液からの吸着選択性は、W(VI)は低 pH 領域、Mo(VI)は pH 3 付近、V(V)は高 pH 領域でそれぞれ 100％近い吸着率を示した。低 pH 領域では W(VI)、高 pH 領域で Co(II)がそれぞれ高い吸着率を示しており、CLAC はこれらの金属イオンを分離できることがわかった。

### 1. 2 架橋キトサン（CLAC）による国家備蓄対象レアメタルの塩酸溶液からの吸着特性

CLAC による塩酸濃度依存性は、V(V)、In(III)、Ga(III)およびFe(III)はほとんど吸着されなかったのに対し、W(VI)、Mo(VI)および貴金属である Pd(II)、Au(III)、Pt(IV)、Rh(III)は低塩酸領域で高い吸着率を示した。これらの吸着は、自由に動ける $ (-NH_{2}) $ の存在によるものと考えられる。

### 1. 3 CLAC による塩酸溶液からのアニオン種(W、Mo、Pd)の吸着等温線

CLAC による W(VI)、Mo(VI)(0.01 M HCl) および Pd(II)(0.1 M HCl) の 303K における吸着等温線の結果は、飽和吸着量は W(VI) は 8.31mmol g⁻¹、Mo(VI) は 9.64mmol g⁻¹ と、高い値が得られた。また、パラジウム(II) も高い飽和吸着量 (2.5 mmol/g) を示し、市販のアミン系のキレート樹脂 (1-2 mmol/g) よりも高い吸着量を示した。

これらの実験結果は、CLACが陰イオン交換体として工業的にも十分に活用できること
を示しており、市販のキレート樹脂 $ (-\mathrm{NH}_{2}) $ よりも安価で製造でき、しかも耐久性も高いことから工業用キレート吸着材として期待される。

### 1. 4 CLAC からの各金属イオンの脱離

CLAC に吸着されたオキソニウムイオンを塩酸によって脱離した。その結果、V(V)は塩酸によってほぼ完全に脱離されているが、W(VI)は塩酸溶液中に溶解されないため、CLAC 上に沈殿し脱離されなかったものと考えられる。Mo(VI)は低塩酸濃度領域で50%程度しか脱離できない。その理由として低 pH 領域では、Mo(VI)がポリ酸として存在しているためだと考えられる。また、V(V)は水酸化ナトリウム水溶液によっても完全に脱離できることが示されたことから、CLAC による各 Mo(VI)、W(VI)および V(V)の高効率的な濃縮・回収に利用できることがわかった。また、塩酸を溶離剤とすることによって CLAC が再利用できることがわかった。

### 1. 5 CLAC を基体としたジメチル化キトサン誘導体(DMC)による金属の吸着

DMC は、Mo(VI)は CLAC と比較して吸着率が 10％位から 40％に増加した。これは、DMC は CLAC よりも末端の三級アミンの塩基性の増加が起因していると考えられる。また、1 M 硝酸アンモニウム溶液からの結果は、V(V)と Pd(II)が CLAC よりも吸着率が低くなった。メチル基の導入によるアミノ基の塩基性の増加により吸着材の配位能力が低下し、Mo で陰イオン交換により吸着され、Pd(II)、V(V)は配位結合により吸着されていることが示唆された。さらに、これらの金属の吸着には吸着座の立体障害など要因も大きく関わっていると考えられる。
### 1. 6 CLAC を基体としたチオ尿素型キトサン誘導体（MTUC）によるレアメタル吸着特性

MTUC は Cu(III)が CLAC と比較して低 pH から吸着し始め、pH2 で吸着量が 100% に達することが分かった。MTUC は、CLAC では pH3 から 4 で吸着し始める Fe(III)、Zn(II) および Ni(II) は全く吸着しないことがわかった。この結果より、チオ尿素を導入することにより、Cu(II) に対し高い選択性を有することがわかり、Fe(III)、Ni(II) や Zn(II) などを含む溶液から Cu(II) を選択的に吸着できることが分かった。

### 1. 7 CLAC を基体とするグルコース型キトサン誘導体（GLC）による半金属およびレアメタル吸着特性

GLC は Se(VI)、As(V)、Se(IV)を吸着することがわかった。As(V)の吸着は低 pH 領域において CLAC と同じく静電的吸着であると考えられる。Se(VI)については低 pH 領域においては CLAC と同じく静電的な吸着であり、高 pH 領域においてはアニオン種で存在しているものの水酸基を持っていないために脱水縮合による吸着は起こらなかったと考えられる。

### 1. 8 CLAC を基体とする 4 級化ピリジニウムキトサン誘導体([QPBC][Cl]および[QPMC][Cl])によるレアメタル吸着特性

1 級アミンをもつ CLAC と、4 級化ピリジニウム環をもつ[QPBC][Cl]（ベンジル基）および[QPMC][Cl]（メチル基）の吸着挙動を比較すると、CLAC よりも[QPBC][Cl]の方が Pt(IV)および Pd(II)に対して高塩酸濃度領域でも吸着することがわかった。これは陰イオン交換によりこれらの金属の陰イオンが吸着されていると考えられる。一方、[QPMC][Cl]は CLAC よりも Au(III)の吸着率が高くなることがわかった。しかしながら、Pd(II)および Pt(IV)は吸着しないことがわかった。これはメチル基の立体障害により、Au(III)に選択性が発言した
ことが予想される。

### 1. 9 CLAC を基体とする 3-(メチルチオ)プロピルキトサン誘導体（MTPC）によるレ

## アメタル吸着特性

MTPC は、貴金属である Au(III)、Pt(IV)および Pd(II)は全塩酸濃度領域でほぼ 100% を示し、ベースメタルはまったく吸着しなかった。この貴金属に対する吸着率の上昇は HSAB 則より、柔らかい酸である Au(III)、Pt(IV)、Pd(II)と相性の良い S 原子の働きによると考えられる。さらに、スペーサーであるプロピル基の自由度にも貴金属の吸着の吸着に大きく影響しているものと考えられる。

### 1. 10 CLAC を基体とする糖を配位子とした各種ポリオールキトサンによる Ge(IV) および B（III）の吸着特性

B(III)およびGe(IV)の各吸着材による吸着実験の結果では、共に高pH領域において高い吸着率を示すことが分かった。また、フルクトースを導入したFLCおよびアラビノースを導入したALCについてはGLCに比べて低い吸着率を示していた。この結果から、官能基として導入した糖の中の水酸基の量がB(III)およびGe(IV)の吸着に関係していることがわかった。(GLC=GALC=MLC>FLC=ALC)

## [II] 超多孔性キトサン誘導体 OWOC を用いたレアメタル分離回収技術への応用

### 2.1 S、S キレート配位子をもつ EDTCC、あるいは S、N キレート配位子をもつ AETSC による貴金属イオンの吸着特性

EDTCC は全塩酸濃度領域で貴金属である Pd(II)、Au(III)および Pt(IV)に対して高い吸着
性能を示した。一方、ベースメタルである Cu(II)、Ni(II)、Cd(II)、Fe(III)、Co(II)および亜鉛(II)はほとんど吸着されなかった。したがって、EDTCCは多量のベースメタルを含む溶液から貴金属イオンの選択的吸着分離材として非常に有効であると考えられる。AETSCについても吸着選択性については同様の結果が得られたが、吸着速度についてはEDTCCよりもAETSCの方が速い結果が得られた。

##### 2.22一アミノチオフェノールを導入したCAPTC（架橋剤：クロロメチオキシラン）およびGAPTC（架橋剤：グルタルアルデヒド）による貴金属およびレアメタルの吸着特性 2.2.1 CAPTCおよびGAPTCによる硝酸アンモニウム溶液からの貴金属の吸着選択性

CAPTC および GAPTC は、両吸着材とも硫黄と窒素を配位原子としたものであり、

CAPTC は架橋剤にクロロメチルオキシランを用いて合成した。また、GAPTC は架橋剤に

グルタルアルデヒドを用いた。CAPTC と GAPTC を比較することにより、官能基のスペー

サーの違いが貴金属の吸着に影響を与えるかについて検討した。貴金属である Pd(II)およ

び Au(III)は、どちらの吸着材も pH の上昇に伴って徐々に吸着率が低下した。CAPTC と GAPTC はともにベースメタルの選択性の序列が $ Fe^{3+} > Cu^{2+} > Ni^{2+} > Cd^{2+} > Zn^{2+} > Co^{2+} $ となった。

#### 2.2.2 CAPTC および GAPTC による塩酸溶液からの貴金属の吸着選択性

CAPTC による Pd(II)、Au(III)および Pt(IV)の吸着結果は、低塩酸濃度領域で高い吸着率を示した。しかし、塩酸濃度の上昇に伴い、Pd(II)、Au(III)および Pt(IV)の吸着率が大きく減少した。一方、GAPTC は Pt(IV)および Pd(II)は、塩酸濃度の上昇に伴い吸着率が減少したが、CAPTC 程の減少はなかった。これは、両吸着材のスペーサー（架橋剤）が異なることにより、配位子の自由度に差が生じたためであると考えられる。一方、ベースメタルである Cu(II)、Ni(II)、Fe(III)および Zn(II)は両吸着材とも、全塩酸濃度領域において吸着され
なかった。これらの結果より、CAPTCおよびGAPTCは、貴金属イオンに高い選択性を持ち、貴金属イオンとベースメタルの選択的分離が可能であることが示唆される。

#### 2.2.3 CAPTC による Pd(II)および Pt(IV)の吸着における熱力学的考察

吸着等温線におよぼす温度依存性の結果をもとに、CAPTCによる塩酸溶液からのPd(II)およびPt(IV)の吸着の熱力学的考察を行った。Pd（II）およびPt(IV)の吸着はほぼエントロピーに依存していることがわかった。このことより、CAPTCによるPd(II)およびPt(IV)の吸着機構は、CAPTCが有する窒素および硫黄原子により、安定な5員環構造でキレート形成によって吸着されていると考えられる。

### 2.3 エポキシをグラフト重合した OWOC に 2-アミノメチルピリジンを固定化したキトサン (GAMPC) によるレアメタル吸着特性

Fe(III)から Cu(II)の選択的な吸着分離が可能であった。また、酸性 pH 領域において Pd(II)に対して高い吸着率が示されたので、pH 0 以下での Cu(II)と Pd(II)の分離が可能である。また、GAMPC の半値 pH が Cu(II)、Ni(II)、Co(II)、Pd(II)の全てで CLAC よりも酸性領域側にシフトした。これは、グラフト重合により大量に導入された 2-アミノメチルピリジンによるキレート形成のためだと考えられる。

### 2.4 超多孔性キトサン(OWOC)にイソチオウレアを固定化したキトサン誘導体(POTUC)によるレアメタル吸着特性

全塩酸濃度領域において貴金属である Au(III)、Pd(II)および Pt(IV)に対して高い吸着率を示した。また、既存の吸着剤では困難であると考えられていた Rh(III)についても 50~60% の吸着率を示し、Rh(III)に対する有効な吸着材であることが示唆された。一方で、Cu(II)、Zn(II)、Co(II)、In(III)については全塩酸濃度領域においてほとんど吸着されなかった。これ
より、ベースメタルからの貴金属イオンの選択的吸着が可能であると考えられる。

## [III] パーフュージョンクロマトフィーの実用化を目指した数種の超多孔性ホスフィン酸を固定化したキトサン誘導体（PPAC、DPAC および PHAC）によるレアメタルの吸着特性とカラム分離

### 3. 1 超多孔性キトサン（OWOC）にフェニルホスフィン酸固定化したキトサン誘導体(PPAC)によるレアメタル吸着特性

PPAC による In(III)、Ga(III)、Cu(II)および Zn(II)の吸着実験では、ホスフィン酸の導入により CLAC では見られなかった Ga(III)や Cu(II)に対する In(III)の吸着選択性の発現が確認された。この吸着挙動は、キトサン由来のアミノ基の配位結合に加え、ホスフィン酸の水素イオンと金属イオンの陽イオン交換反応による吸着であると考えられる。この結果より、亜鉛精錬残渣からの In(III)と Ga(III)の分離・回収が期待される。さらに、最近太陽電池パネルに使用されているカルコパイライト系と呼ばれる CIS 系（Cu、In、Ga、Se、S などを含む）廃棄物からの In(III)、Ga(III)、Cu(II)の分離材として期待される。

また、In(III)を吸着したPPACから酸性溶離液を用いて脱離実験を行い、吸着材の再利用を検討した結果、0.1 Mの酢酸は約56%の脱離率と比較的低い値を示したが、これを除く殆どの溶液において比較的高い脱離率(約78−90%)を示したことから、PPACの再生およびIn(III)の回収が可能である。

### 3.2 超多孔性キトサン OWOC にジェチレントリアミン型フェニルホスフィン酸を固定化したキトサン誘導体 (DPAC) によるカラム法によるレアメタル吸着速度

超高速な流速の場合 $ (Q_{\mathrm{S}}=343\ \mathrm{hour}^{-1}) $ と吸着層体積の約430倍の $ \mathrm{In(III)} $ 溶液を破過することなく処理可能であり、更に $ Q_{S}=116\ \mathrm{hour}^{-1} $ では約780倍と非常に多量な $ \mathrm{In(III)} $ 溶液の処理が可能であった。また、空間速度が減少するにつれて傾斜の急な破過曲線が得られた。