層状複水酸化物による有機陰イオンのイオン交換特性 Ion Exchange Property of Various Organic Anions by Layered Double Hydroxide

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著者

    • 村山 憲弘 MURAYAMA Norihiro
    • 関西大学 環境都市工学部 エネルギー・環境工学科 Department of Chemical, Energy and Environmental Engineering, Faculty of Environmental and Urban Engineering, Kansai University
    • 後 裕之 USHIRO Hiroyuki
    • 関西大学 環境都市工学部 エネルギー・環境工学科 Department of Chemical, Energy and Environmental Engineering, Faculty of Environmental and Urban Engineering, Kansai University
    • 服部 誓哉 [他] HATTORI Seiya
    • 関西大学 環境都市工学部 エネルギー・環境工学科 Department of Chemical, Energy and Environmental Engineering, Faculty of Environmental and Urban Engineering, Kansai University
    • 三好 貴之 MIYOSHI Takayuki
    • 関西大学 環境都市工学部 エネルギー・環境工学科 Department of Chemical, Energy and Environmental Engineering, Faculty of Environmental and Urban Engineering, Kansai University
    • 芝田 隼次 SHIBATA Junji
    • 関西大学 環境都市工学部 エネルギー・環境工学科 Department of Chemical, Energy and Environmental Engineering, Faculty of Environmental and Urban Engineering, Kansai University

抄録

陰イオン交換体の一つであるMg/Al系層状複水酸化物(Layered Double Hydroxide,LDH)を用いて,いくつかのカルボン酸イオンやドデシル硫酸イオンなどイオンサイズや構造の異なる有機陰イオンのイオン交換特性を調べた.イオン交換前後のLDHの構造変化や,LDHの表面疎水性におよぼす有機陰イオンの種類および捕捉量の影響について検討を行った.<br>C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>COO<sup>−</sup>,C<sub>2</sub>O<sub>4</sub><sup>2−</sup>,CH<sub>2</sub>(COO)<sub>2</sub><sup>2−</sup>およびC<sub>6</sub>H<sub>4</sub>(COO)<sub>2</sub><sup>2−</sup>のイオン交換等温線の形状はLangmuir型を示した.LDHのイオン交換容量の理論値に対して71–88%に相当する有機陰イオンを捕捉できた.LDH層間への有機陰イオンの取り込み量の差は,主に有機陰イオンの価数や大きさの違いに起因すると考えられる.同様に,C<sub>12</sub>H<sub>25</sub>OSO<sub>3</sub><sup>−</sup>のイオン交換等温線はLangmuir型であり,イオン交換容量とほぼ同量のC<sub>12</sub>H<sub>25</sub>OSO<sub>3</sub><sup>−</sup>がLDHに捕捉された.有機陰イオンを取り込んだLDHは,LDH層間での有機陰イオンの配向性に応じてその層間距離が変化することがわかった.ジカルボン酸イオンを捕捉したLDHの接触角は出発原料であるNO<sub>3</sub><sup>−</sup>型LDHの接触角と大きな差はなく,LDH表面は親水性を示した.本研究で用いた有機陰イオンではC<sub>12</sub>H<sub>25</sub>OSO<sub>3</sub><sup>−</sup>をLDHに捕捉させたときに最も大きい接触角,すなわち疎水性表面が得られた.

Ion exchange behavior of organic anions of differing sizes and structures, including carbonate ions and dodecyl sulfate ions, with Mg/Al layered double hydroxide (LDH) was quantitatively investigated. The effect of the type and amount of organic anions taken up on the structure and surface properties of the LDH was also examined.<br>Ion exchange isotherms of the Langmuir type were obtained for the uptake of C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>COO<sup>−</sup>, C<sub>2</sub>O<sub>4</sub><sup>2−</sup>, CH<sub>2</sub>(COO)<sub>2</sub><sup>2−</sup> and C<sub>6</sub>H<sub>4</sub>(COO)<sub>2</sub><sup>2−</sup> in the LDH. With these anions, uptake reached 71–88% of the theoretical ion exchange capacity of the LDH. The differences in uptake amount are thought to derive from differences in valency and ion size among them. The ion exchange isotherm of LDH for C<sub>12</sub>H<sub>25</sub>OSO<sub>3</sub><sup>−</sup> was also of the Langmuir type, and the uptake amount almost equaled the theoretical ion exchange capacity. The interlayer distance of LDH was found to vary with uptake of organic anions, corresponding to the orientation of anions in the LDH structure. The contact angle of LDH containing dicarbonate ions with water was only slightly larger than that of NO<sub>3</sub><sup>−</sup> type LDH, the starting material before anion exchange. This means that the LDH surface is hydrophilic after the uptake of dicarbonate ions. Conversely, C<sub>12</sub>H<sub>25</sub>OSO<sub>3</sub><sup>−</sup> gave the largest contact angle, that is, the most hydrophobic surface among the organic anions used.

収録刊行物

  • 化学工学論文集 = Kagaku kogaku ronbunshu

    化学工学論文集 = Kagaku kogaku ronbunshu 37(5), 526-531, 2011-11-20

    公益社団法人 化学工学会

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10030160201
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    023452876
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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