吸附方法和该方法中使用的介孔氧化铝技术

提供一种属于元素周期表的第4周期～第6周期且第3族～第15族的元素的吸附方法。该方法包括：准备满足以下中的至少1者的介孔氧化铝：(1)表面羟基量为3.5mmol/g以上；(2)CO2升温脱附分析中的低温CO2脱附量为5μmol/g以上；和(3)NH3升温脱附分析中的低温NH3脱附量为25μmol/g以上；以及，使包含吸附对象元素的液体与上述介孔氧化铝接触以使该吸附对象元素吸附在上述介孔氧化铝。上述吸附对象元素为选自由属于元素周期表的第4～6周期且第3～15族的元素组成的组中的至少1种。族的元素组成的组中的至少1种。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】吸附方法和该方法中使用的介孔氧化铝


[0001]本专利技术涉及吸附方法和该方法中使用的介孔氧化铝。
[0002]本申请要求基于使2020年8月6日申请的美国临时专利申请第63/061,56号的优先权，将其申请的全部内容作为参照引入至本说明书中。

技术介绍

[0003]已知使用多孔金属氧化物作为吸附材料、催化剂载体。例如专利文献1涉及从天然水、污染水中吸附去除放射性铯和锶的技术，提出了由分相法多孔玻璃形成的铯
·
锶吸附材料以及吸附后形成稳定的玻璃固化体的系统。另外，专利文献2中记载了作为
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Tc发生器的钼(Mo)吸附材料等有用的多孔金属氧化物及其制造方法。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本国专利申请公开2019
‑
000764号公报
[0007]专利文献2：国际公开第2017/126602号

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的问题
[0009]专利文献1中记载的技术是以使用其大部分由SiO2构成的分相法多孔玻璃作为前提(权利要求1、段落[0051]等)，而不使用将氧化铝作为主体的吸附材料。另外，专利文献1中，吸附在吸附材料上的元素(吸附对象元素)被限定于铯和锶，不打算吸附其他元素。专利文献2涉及多孔氧化铝等其他金属氧化物的Mo保持量，着眼于该多孔金属氧化物的制造方法和结构上的特征(比表面积、孔容、平均孔径等)，但未具体研究保持Mo以外的元素。如果提供一种使用吸附材料且也能够适用于吸附Mo以外的元素周期表第3～15族元素的吸附方法则是有益的。
[0010]本专利技术的目的在于，提供解决上述课题的吸附方法。相关的其他目的在于，提供适于实施上述吸附方法的吸附材料。
[0011]用于解决问题的方案
[0012]根据本说明书，提供属于元素周期表的第4周期～第6周期且第3族～第15族的元素的吸附方法。所述吸附方法包括如下步骤：准备介孔氧化铝；以及，使包含吸附对象元素的液体与上述介孔氧化铝接触，使该吸附对象元素吸附于上述介孔氧化铝。上述吸附对象元素为选自由属于元素周期表的第4周期～第6周期且第3族～第15族的元素组成的组中的至少1种。作为上述介孔氧化铝，使用满足以下(1)～(3)中的至少1者的介孔氧化铝。
[0013](1)表面羟基量为3.5mmol/g以上。
[0014](2)在探针分子使用CO2的升温脱附分析中，峰温度低于200℃的峰上脱附的CO2量(以下也称为“低温CO2脱附量”)为5μmol/g以上。
[0015](3)在探针分子使用NH3的升温脱附分析中，峰温度低于300℃的峰上脱附的NH3量
(以下也称为“低温NH3脱附量”)为25μmol/g以上。
[0016]通过满足上述(1)～(3)中的1者或2者以上，从而有该介孔氧化铝的每单位重量的上述吸附对象元素的保持量(吸附量)变多的倾向。因此，通过使用上述介孔氧化铝的上述吸附方法，可以效率良好地吸附上述吸附对象元素。
[0017]另外，根据本说明书，提供一种介孔氧化铝，其满足以下(1)～(3)中的至少1者：
[0018](1)表面羟基量为3.5mmol/g以上；
[0019](2)在探针分子使用CO2的升温脱附分析中，峰温度低于200℃的峰上脱附的CO2量为5μmol/g以上；和
[0020](3)在探针分子使用NH3的升温脱附分析中，峰温度低于300℃的峰上脱附的NH3量为25μmol/g以上。
[0021]上述介孔氧化铝可以效率良好地吸附上述吸附对象元素，故优选。
具体实施方式
[0022]以下，对本专利技术的适合的实施方式进行说明。需要说明的是，本说明书中除了特别提及的事项以外的特征且本专利技术的实施所需的特征能够作为基于该领域中的现有技术的本领域技术人员的常规技术而把握。本专利技术可以基于本说明书中公开的内容和该领域中的技术常识而实施。
[0023]此处公开的技术中的介孔氧化铝满足以下说明的规定的表面羟基量、规定的低温CO2脱附量和规定的低温NH3脱附量中的至少1者。可以为满足它们中的2者以上的介孔氧化铝，也可以为3者全部满足的介孔氧化铝。
[0024]在上述介孔氧化铝至少满足规定的表面羟基量的方式中，该介孔氧化铝的表面羟基量可以为3.5mmol/g以上。满足该表面羟基量的介孔氧化铝与表面羟基量更少的介孔氧化铝相比，有每单位重量的吸附对象元素的保持量变多的倾向。在几个方式中，上述表面羟基量优选3.7mmol/g以上，例如可以为4.0mmol/g以上，可以为4.5mmol/g以上，可以为5.0mmol/g以上。表面羟基量的上限没有特别限制，只要为在与介孔氧化铝的比表面积的关系中理论上能存在的量即可。从制造容易性、操作性、保存性、品质稳定性等观点出发，在几个方式中，上述表面羟基量例如可以为20mmol/g以下，可以为15mmol/g以下，可以为10mmol/g以下，可以为8mmol/g以下，可以为6mmol/g以下。
[0025]此处所谓表面羟基量可以通过热重
‑
差热分析(TG
‑
DTA)而把握，具体而言，根据以下方法测定。对于后述的实施例，也采用同样的方法。
[0026][表面羟基量的测定方法][0027]将装有测定对象样品和水的容器静置在干燥器内，使水蒸气吸附在存在于样品表面的羟基上。经过充分的时间(优选3小时以上)后，利用热重
‑
差热测定装置，将上述样品从室温起以5℃/分钟的速率升温至200℃后保持12小时，测定由于物理吸附水自该样品脱附而导致的失重。进而，将上述样品以5℃/分钟的速率升温至900℃后保持12小时，测定相邻的2个羟基的脱水缩合所引起的脱水量。根据得到的结果，通过下式算出表面羟基量[mmol/g]。
[0028]表面羟基量[mmol/g]＝1.111
×
ΔW2/(1
‑
ΔW1/100)
[0029]此处，上述式中的ΔW1表示从室温至200℃的升温和在200℃下的保持后的失重率
[wt％]。上述式中的ΔW2表示从200℃至900℃的升温和在900℃下的保持后的失重率[wt％]。
[0030]在上述介孔氧化铝至少满足规定的低温CO2脱附量的方式中，该介孔氧化铝的低温CO2脱附量可以为5μmol/g以上。满足该低温CO2脱附量的介孔氧化铝与低温CO2脱附量更少的介孔氧化铝相比，有每单位重量的吸附对象元素的保持量变多的倾向。在几个方式中，上述低温CO2脱附量优选8μmol/g以上，可以为10μmol/g以上，可以为12μmol/g以上，可以为15μmol/g以上，可以为20μmol/g以上。低温CO2脱附量的上限没有特别限制，只要为在与介孔氧化铝的比表面积的关系中理论上能实现的量即可。从制造容易性、操作性、保存性、品质稳定性等观点出发，在几个方式中，上述低温CO2脱附量例如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种吸附方法，其为属于元素周期表的第4周期～第6周期且第3族～第15族的元素的吸附方法，所述吸附方法包括如下步骤：准备满足以下(1)～(3)中的至少1者的介孔氧化铝：(1)表面羟基量为3.5mmol/g以上；(2)在探针分子使用CO2的升温脱附分析中，峰温度低于200℃的峰上脱附的CO2量为5μmol/g以上；和(3)在探针分子使用NH3的升温脱附分析中，峰温度低于300℃的峰上脱附的NH3量为25μmol/g以上；以及，使包含吸附对象元素的液体与所述介孔氧化铝接触，使该吸附对象元素吸附于所述介孔氧化铝，所述吸附对象元素为选自由属于元素周期表的第4周期～第6周期且第3族～第15族的元素组成的组中的至少1种。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述介孔氧化铝具有100...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特，
申请(专利权)人：福吉米株式会社，
类型：发明
国别省市：