イオン交換樹脂の基礎的特性と劣化対策および応用展開 (PFAS、Li 吸着材等)

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、このイオン交換樹脂の基本的特性を紹介すると共に、イオン交換樹脂を使用する上で必重要な劣化挙動とその対策、トピックを提供します。特に近年注目の高いPFAS除去用吸着剤及び、リチウム吸着材について事例とともにご紹介します。

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. PFAS吸着材
   2. Li吸着材
   3. その他新規イオン交換樹脂
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