イオン交換樹脂の基礎、選定と活用事例

イオン交換樹脂は液体中に存在するイオン状の物質を、自身の持つイオンと交換する能力を有する、石油製品由来の有機性物質です。この特性を利用して、不純物の少ない「純水・超純水」を製造するために広く使用されています。その他、排水中の有害金属の除去や希少貴金属の回収、食品や医薬品の精製、触媒用途など産業界を支える技術として活躍しています。 　本講座では、使用されているイオン交換樹脂の諸特性の意味について解説すると共に、イオン交換樹脂の選定に必要な具体的な評価試験方法について解説します。

1. はじめに
   1. イオン交換樹脂の用途
   2. イオン交換樹脂の種類
   3. イオン交換樹脂の特性
      1. 交換基による分類
         • スルホン酸基
         • カルボン酸基
         • 三・四級アミン
         • チオ尿素基 他
      2. 樹脂母体構造 (共重合体) による分類
         • スチレン系
         • アクリル系
         • フェノール系
      3. 細孔の大きさよる分類
         • ゲル型コポリマー
         • ポーラス型コポリマー
         • MR型コポリマー
      4. イオン交換樹脂の構造と特性の関係
   4. イオン交換樹脂の構造
      1. カチオン交換樹脂
         • 強酸性カチオン交換樹脂
         • 弱酸性カチオン交換樹脂
      2. アニオン交換樹脂
         • 強酸性アニオン交換樹脂
         • 弱酸性アニオン交換樹脂
      3. キレート交換樹脂
         • 交換基ごとの用途
           • イミノジ酢酸
           • ポリアミン
           • チオールなど
      4. 各種イオン交換樹脂の使い分けと用途
2. イオン交換樹脂の特性と劣化挙動
   1. イオン交換樹脂の選択性と水質への影響
      1. 加水分解によるリーク計算
   2. カチオン交換樹脂の劣化挙動
      1. カチオン交換樹脂の酸化劣化メカズム
      2. 標準架橋度・高架橋度カチオン交換樹脂の酸化劣化メカニズム
   3. アニオン樹脂の劣化挙動
      1. アニオン交換樹脂の熱分解 (ホフマン分解)
      2. アニオン交換樹脂の反応速度との関係
   4. イオン交換樹脂の選定・評価方法
      1. バッチ法 (回分法) とカラム法 (通水法) による評価
         • 濃度変化挙動
         • 吸着等温線
         • 処理試験
3. イオン交換樹脂の使用事例
   1. 純水・超純水製造
      • 純水装置・軟水器
      • 超純水製造システム
      • 半導体製造工程
      • 不純物除去
   2. 金属回収・排水処理:
      1. 工業分野での貴金属の使用例と排水基準
      2. キレート樹脂による金属吸収と評価事例
         • Pbの除去
         • Auの選択的回収
         • スズの回収
   3. 触媒用途
      1. イオン交換樹脂触媒法のメリット
      2. カチオン交換樹脂の固体酸触媒としての使用
   4. 製糖用途
      1. 砂糖の製造工程 (サトウキビ) ・精製方法
4. イオン交換樹脂のトピック
   1. 高純度イオン交換樹脂
   2. 高架橋度カチオン交換樹脂
   3. 耐熱性樹脂
      • 触媒用イオン交換樹脂の新規開発
   4. PFAS吸着材
   5. Li吸着材
5. 室町ケミカルの試験用機材類・特有樹脂の紹介
• 質疑応答