磁性水滑石类复合材料及其制造方法_4

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r>[0212]比较例 2MgFe2〇4-Mg3Al(OH)Cl
[0213]除了未进行MgFe2〇4类粒子的复合处理及烧制以外,与实施例4同样地调制Mg-Al类C1型水滑石类化合物的粒子。
[0214]比较例3MgFe2〇4-Mg3Al(OH)Cl
[0215]除了未进行MgFe2〇4类粒子的复合处理及烧制以外,与实施例5同样地调制Mg-Al类C1型水滑石类化合物的粒子。
[0216]比较例4Mg3Fe(0H)Cl
[0217]除了未于空气气氛下以400°C进行烧制处理2小时以外,与实施例6同样地实施,调 制Mg-Fe类Cl型水滑石类化合物的粒子。
[0218] 比较例5
[0219] 除了未进行NiQ.6ZnQ.4Fe2〇4类粒子的复合处理及于空气气氛下以550°C烧制处理2 小时以外,与实施例8同样地实施,调制Mg-Al类C03型水滑石类化合物的粒子。
[0220] 比较例6
[0221] 除了将水热处理条件变更为120°C、8小时,且未进行NiQ.6ZnQ.4Fe2〇4类粒子的复合 处理及于空气气氛下以550°C烧制处理2小时以外,与实施例8同样地实施,调制Ca-Al类C1 型水滑石类化合物的粒子。
[0222] 比较例7
[0223] 除了未进行MgFe204类粒子的复合处理及于空气气氛下以500°C烧制处理2小时以 外,与实施例12同样地实施,调制Ca-Al类C1型水滑石类化合物的粒子。
[0224] 比较例8
[0225] 除了未进行(MgQ.6Cao.4)Fe204类粒子的复合处理及于空气气氛下以400°C烧制处理 2小时以外,与实施例13同样地实施,调制Zn,Fe-Fe类C1型水滑石类化合物的粒子。
[0226] 〈吸附试验〉
[0227] 接着,如上述般测定所得的各复合粒子对各种离子的吸附。以下表示吸附用试料 的调制方法、吸附试验条件及其结果。
[0228] 〈各种的吸附试验用水溶液的调制〉
[0229] 含有85毫克/升-Cr2〇72_的水溶液:调制含有0.1158g和光容量分析用标准物质 K2Cr2〇7的水溶液1000毫升。
[0230] 含有85毫克/升硒酸根离子(Se〇42_)的水溶液:调制含有和光试药Na2Se〇4(97%) 0.1158g的水溶液1000毫升。
[0231] 含有65毫克/升磷酸根离子的水溶液:调制含有和光试药NaH2P〇4·H200.095g的水 溶液1000毫升。
[0232] 含有100毫克/升氟离子的水溶液:调制含有和光试药NaF(97%)0.2228g的水溶液 1000毫升。
[0233] 含有200毫克/升-锰酸根离子(Mn〇42_)的水溶液:调制含有和光特级试药 K2Mn〇4〇 · 3315g的水溶液1000毫升。
[0234] 含有20毫克/升-HAs〇42_离子的水溶液:调制含有和光试药Na2HAs〇4(99%) 0 · 0475g的水溶液1000毫升。
[0235] 含有75毫克/升-锶(Sr2+)离子的水溶液:调制含有和光特级试药Sr(N〇3) 2 (无水 98 · 0% )0 · 1850g的水溶液1000毫升。
[0236] 含有200毫克/升-铯(Cs+)离子的水溶液:调制含有和光特级试药CsN03(99.9%) 0.2936g的水溶液1000毫升。
[0237] 含有200毫克/升-铈(Ce3+)离子的水溶液:调制含有和光特级试药Ce(N03)3 · 6H20 (98% )0.6324g的水溶液1000毫升。
[0238] 总金属浓度120毫克/升混合酸性溶液:调制含有和光多元素标准试液20毫升的水 溶液200毫升。和光多元素标准试液中的含有各元素的浓度为100毫克/升(在1摩尔/升HN03 中),含有元素的种类为六1、8丄(1、0、(:11小6、]\1〇、]\111、恥、?13及211合计12种。
[0239]〈吸附试验1>
[0240]对分别调制的Cr20广离子、硒酸根离子(Se04勹、磷酸根离子、氟离子、过锰酸根离 子、砷酸氢根离子(HAs04i)、锶(Sr2+)离子、铯离子及铈离子的水溶液100毫升,加入样品1 ~13及比较例1~8的粉末0.5g,于搅拌下以28°C保持1小时。其后滤出,滤液的各种离子浓 度使用电感耦合等离子体发光分光分析装置(HITACHISPS3500-DD;ICP)测定。由其结果, 算出由下式(3)所求得的除去率,记载于表1。
[0241 ]除去率(% )=(吸附前的离子浓度一吸附后的离子浓度)/吸附前的离子浓度X100(3)
[0242]作为吸附后的粒子表面成分分析的一个例子,进行由FE-SEM的分析,由实施例2及 实施例9的复合粒子表面检测到0.48重量%及0.41重量%的&。
[0244] 〈吸附试验2>
[0245] 对调制的多元素标准水溶液200毫升,加入样品1~13及比较例1~8的粉末1.0g, 于搅拌下以28°C保持6小时。其后滤出,使用滤液ICP(HITACHISPS3500-DD)测定各种离子 浓度。由其结果,算出由式(3)所求得的除去率,记载于表2。
[0246] 表 2
[0247]
[0248] 〈溶出试验1>
[0249] 将吸附后的各样品lg加入至100毫升去离子水中,于搅拌下以28°C保持2小时。其 后滤出,滤液使用ICP测定各种离子浓度。其结果记载于表3。
[0250] 表 3
[0251]
[0252]〈再吸附试验1>
[0253] 将吸附试验1后的各样品加入至0.05摩尔/升的Na2C03溶液500毫升中,于搅拌下以 28°C保持0.5小时。其后,进行过滤、水洗及干燥,进行与作成时相同条件的烧制处理,得到 再生样品。将各再生样品以与吸附试验1相同的条件针对磷酸根离子实施试验。此外,进而 于此吸附试验后,以上述方法再一次作成再生样品,实施与吸附试验1相同的试验。其结果 记载于表4。
[0254]表 4
[0255]
[0256]图4表示水滑石类粒子的复合处理前后的X射线衍射分析的结果。处理后的复合粒 子的波峰强度低落至原强度的6.6%。
[0257] 图5表示吸附试验的表2所示的协和化学工业(株)制KW-300S及KW-500SH的X射线 衍射分析的结果作为比较对象。KW-300S及KW-500SH为1.25Mg-Al类C03型及2Mg-Al类C03型 水滑石。
[0258]图6及图7表示复合处理前后的粒子于550°C烧制处理2小时后的X射线衍射分析的 结果。图8表示与ΚΜη04液交换后的X射线衍射分析的结果。由交换后的粒子检测到水滑石的 波峰与铁氧体类物质的波峰。
[0259] 本发明的磁性水滑石类复合粒子为具有优越的吸附能力的粒子。可认为粒子的悬 浊液的pH值为10以上,重金属离子与粒子表面发生反应、或于内层的水滑石的层间进行离 子交换。此外,外层的铁氧体粒子由于带有正电荷,故可认为在既定pH下,不利反应的离子、 例如Cr2072l或Cr042-)般的离子等,被外层的铁氧体粒子所吸附、或于内层的水滑石的层间 进行离子交换。在仅有水滑石粒子的情况下,若在吸附Cr2〇72l或Cr0421般的离子后进行再 水合处理,则有Cr6+再溶出5ppm的缺点,但磁性水滑石类复合粒子并不溶出Cr6+离子。
[0260] 如表1所示,相比于比较例,复合处理的各种粒子的吸附能力高。于多元素金属离 子吸附试验中,如表2所示,得到复合处理后的粒子的吸附能力较高的结果。另一方面,协和 制品KW-300S及KW-500SH的吸附能力低,可见到A1及Mg的大量溶出。
[0261] 关于适合电磁波吸收剂、紫外线吸附剂的磁性水滑石类复合粒子的调制,通过实 施例14~23进行说明。
[0262] 实施例14
[0263] [NiFe204-Ni8Al2(OH)2QC03 复合粒子的调制(10.0 重量 % 复合)]
[0264]〈内层水滑石的合成〉
[0265] 将Ni(N03)2 · 6H20-474.76g(1.60摩尔,含量98%的和光试药)&Α1(Ν〇3)3·9Η2〇-154.69g(0.40摩尔,含量97%的和光试药)加入至去离子水中,调制含有Ni及Α1的酸性水溶 液2000毫升。
[0266] 接着,于40°C的500毫升去离子水中,将上述2000毫升酸性水溶液及含有 21 · 20gNa2C03(0 · 2摩尔)的3 · 50摩尔/升的NaOH溶液1142 · 86毫升(4 · 0摩尔),于维持pHIO之 下历时180分钟同时滴下。将此含有沉淀的液体保持为65°C并搅拌处理18小时后,滤出该沉 淀、水洗,以185°C干燥,得到水滑石粉末195g。
[0267] 由铜Κα射线的X射线衍射分析的结果,可确认所得粉末具有水滑石构造。此外,所 得水滑石由荧光X射线进行分析的结果,为以NiO换算计为64.99重量%、Α12〇3换算计为 11 · 04重量%、C〇32换算计为6 · 50重量%、由组成式附8.1(^12(011)2().2(〇33)2所不的]\%-厶1类 C〇3型水滑石类化合物。
[0268] 〈对内层水滑石的Ni过量的NiFe2〇4类粒子的复合处理〉
[0269] 将上述Mg-Al类C03型水滑石类化合物的粉末23g加入至400毫升去离子水中,以40 °C分散1小时后,将含有Ni(N〇3)2 · 6H20-4.45g(0.015摩尔,98%的和光试药)及Fe(N〇3)3 · 9H2〇-8.16g(0.02摩尔,99%的和光试药)的200毫升水溶液与3.5摩尔/升的NaOH溶液28.57 毫升(0.10摩尔)同时历时10分钟,以蠕动栗添加至上述水滑石悬浊液中。进而以 85°C进行 加热处理1小时后,将其沉淀滤出并水洗,以105°C干燥,得到Ni类磁性/Mg-Al类⑶3型水滑 石前体粉末27.5g。
[0270] 〈烧制〉
[0271 ]将上述Ni类磁性/Mg-Al类C03型水滑石前体粉末15g于氢气气氛下,以600°C烧制2 小时,自然冷却后,得到11.5g的Ni类磁性/Mg-Al类C03型水滑石类化合物的复合粒子-样品 14〇
[0272] 实施例15
[0273] [CuFe204-Cu4Fe2(OH)12C03复合粒子的调制(10.0重量 % 复合)]
[0274]〈内层水滑石的合成〉
[0275]将Cu(N03)2 · 3H20-48.36g(0.20摩尔,99.9%的和光特级试药)及Fe(N03)3 · 9H2〇-41.22g(0.10摩尔,含量99%的和光特级试药)加入至去离子水中,调制含有Cu及Fe的酸性 水溶液600毫升。
[0276] 接着,于40°C的600毫升的上述酸性水溶液中,将含有18.00g的Na2C03(0.17摩尔) 的水溶液100毫升与3.50摩尔/升的NaOH溶液85毫升(0.30摩尔),予以搅拌,在维持pH5下历 时30分钟同时滴下。将此含有沉淀的液体保持为40°C并搅拌处理1.0小时后,使用1.0升容 量的高压釜以115°C进行水热处理5小时。滤出该沉淀、水洗,以185°C干燥,得到Cu-Fe类C03 型水滑石粉末34.5g。
[0277]由铜Κα射线的X射线衍射分析的结果,可确认所得粉末具有水滑石构造。此外,所 得水滑石由荧光X射线进行分析的结果,为以CuO换算计为50.51重量%、Fe2〇3换算计为 25.35重量%、C0广换算计为9.53重量%、由组成式Cu4Fe2(OH) 12C03所示的Cu-Fe类C03型水 滑石类化合物。
[0278]〈对内层水滑石的CuFe2〇4类粒子的复合处理〉
[0279] 将上述Cu-Fe类⑶3型水滑石粉末24g加入至500毫升去离子水中,以40°C分散1小 时后,将含有Cu(N〇3)2 · 3H20-2.42g(0.01 摩尔)及Fe(N〇3)3 · 9H20-8.16g(0.02摩尔)的250 毫升水溶液与3.5摩尔/升的NaOH溶液22.86毫升(0.08摩尔)同时历时20分钟,以蠕动栗添 加至上述水滑石悬浊液中。进而以85°C进行加热处理1小时后,将其沉淀滤出并水洗,以105 °C干燥,得到Cu-Fe类磁性/Cu-Fe类C03型水滑石前体粉末27g。
[0280]〈烧制〉
[0281]将上述Cu-Fe系磁性/Cu-Fe类C03型水滑石前体粉末15g于空气气氛下,以300°C烧 制2小时,自然冷却后,得到11.7g的Cu-Fe类磁性/Cu-Fe类C03型水滑石类化合物的复合粒 子-样品15。<
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