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公開番号2024034052
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-13
出願番号2022138047
出願日2022-08-31
発明の名称重金属イオン吸着材及び重金属イオン吸着材の製造方法
出願人国立大学法人信州大学,株式会社GUE TRADING,株式会社ジャパン・ヘンプ・クリエーション
代理人めぶき弁理士法人,個人
主分類B01J 20/20 20060101AFI20240306BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】炭を用いた吸着材であるにもかかわらず水中の重金属イオンを高い効率で除去することが可能な重金属イオン吸着材を提供する。また、このような重金属イオン吸着材の製造方法を提供する。
【解決手段】麻炭及び麻炭を保持するナノ繊維を有する複合ナノ繊維を備えることを特徴とする重金属イオン吸着材。ナノ繊維の主成分は、ポリアクリロニトリル(PAN)であることが好ましい。また、麻炭は、平均粒径がナノスケールの粒状体であることが好ましい。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
麻炭及び前記麻炭を保持するナノ繊維を有する複合ナノ繊維を備えることを特徴とする重金属イオン吸着材。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
前記ナノ繊維は、主成分がポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）であることを特徴とする請求項１に記載の重金属イオン吸着材。
【請求項３】
前記麻炭は、平均粒径がナノスケールの粒状体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の重金属イオン吸着材。
【請求項４】
前記複合ナノ繊維における前記麻炭の重量は、前記ナノ繊維の重量の３％～１０％の範囲内にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の重金属イオン吸着材。
【請求項５】
吸着の対象となる重金属イオンが、銅イオン、ニッケルイオン及びコバルトイオンのうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１又は２に記載の重金属イオン吸着材。
【請求項６】
麻炭を準備する麻炭準備工程と、
前記麻炭とナノ繊維の原料となる樹脂とを含む紡糸溶液を作製する紡糸溶液作製工程と、
電気紡糸溶液を電界紡糸して、前記麻炭及び前記麻炭を保持する前記ナノ繊維を有する複合ナノ繊維を形成する電界紡糸工程と含むことを特徴とする重金属イオン吸着材の製造方法。
【請求項７】
前記麻炭準備工程においては、前記麻炭として、麻の茎の部分を５００℃～１０００℃で８時間～１０時間焼成し、その後自然鎮火による鎮火処理を行ったものを準備することを特徴とする請求項６に記載の重金属イオン吸着材の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、重金属イオン吸着材及び重金属イオン吸着材の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、様々な物質を吸着するために活性炭が広く使用されている。活性炭を用いた吸着材としては、粒状の活性炭を繊維等に担持させたものが知られている（特許文献１～３参照。）。また、繊維状の活性炭を用いたものも知られている（特許文献４，５参照。）。このような吸着材によれば、流体中の微量物質を活性炭で吸着することにより除去することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平３－２２８８１４号公報
特開平９－１７３４２９号公報
特開２００７－１０７１１７号公報
特開昭６３－１３７７２１号公報
特開平３－２０２１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年の急激な産業の成長や世界人口の増加に伴い、水質汚染に関する懸念が深刻になってきている。特に重金属は生物に対して有害なものが多く生体濃縮性も高いため、水中への重金属の放出は重大な環境汚染や健康被害を引き起こすおそれがある。また、重金属の多くはイオン化して水中に溶け込むため、除去が困難である。このため、水中の重金属イオンを高い効率で除去するための吸着材が求められている。
【０００５】
しかしながら、活性炭を用いた吸着材は、重金属イオンの吸着には不向きであった。これは、非極性物質である活性炭と電荷を帯びている重金属イオンとの相性が悪いことに起因する。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、炭を用いた吸着材であるにもかかわらず水中の重金属イオンを高い効率で除去することが可能な重金属イオン吸着材を提供することを目的とする。また、このような重金属イオン吸着材の製造方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発明者らは、鋭意研究の結果、植物である麻から製造した炭、つまり麻炭（ｈｅｍｐｃｈａｒｃｏａｌ）をナノ繊維（ナノファイバー）と組み合わせることにより、水中の重金属イオンを高い効率で除去することが可能であることを見出し、本発明を完成させた。
【０００８】
本発明の重金属イオン吸着材は、麻炭及び前記麻炭を保持するナノ繊維を有する複合ナノ繊維を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の重金属イオン吸着材の製造方法は、麻炭を準備する麻炭準備工程と、前記麻炭とナノ繊維の原料となる樹脂とを含む紡糸溶液を作製する紡糸溶液作製工程と、電気紡糸溶液を電界紡糸して、粒状の前記麻炭及び前記麻炭を保持する前記ナノ繊維を形成する電界紡糸工程と含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の重金属イオン吸着材は、麻炭及び麻炭を保持するナノ繊維を有する複合ナノ繊維を備えるため、後述する実施例に示すように、水中の重金属イオンを高い効率で除去することが可能な重金属イオン吸着材となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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