カトタイト（CaAl(OH)）による水溶液からのAs(III)の除去

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Chemosphere.2020 Jul;260:127555. S0045-6535(20)31750-1. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.127555.Epub 2020-07-09.

カトタイト（CaAl(OH)）による水溶液からのAs(III)の除去

As(III) removal from aqueous solution by katoite (CaAl(OH)).

Lin Sha
Zhemin Zou
Jun Qu
Xinfei Li
Yiyi Huang
Chenjie Wu
Zhigao Xu

PMID: 32673870 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.127555.

抄録

As(III)は地下水中に広く分布しており、As(V)に比べて除去が困難である。本研究では、Ca(OH)とAl(OH)を共粉砕し、1段階の撹拌操作でAs(III)を完全に除去できるカトライト(CaAl(OH)を製造することを目的とした。吸着機構の解明には、X線回折(XRD),フーリエ変換赤外分光法(FT-IR),熱重量分析(TG),X線光電子分光法(XPS)を適用した。カトライトは層状空間にAs(III)を介在させることで、ヒ素酸ピラー付きCa-Al層状二重水酸化物(LDH)を形成することがわかった。その結果、カトライトを用いたAs(III)除去性能には、Cl, SO, NOなどの共存陰イオンの影響はほとんどないことがわかった。本研究では、カトライトの大規模生産が可能であることを示し、特に灌漑用水や飲料水として利用されている未開発地域でのAs(III)汚染地下水浄化への実用化が可能であることを明らかにした。

As (III) is widely distributed in groundwater which is relatively harder to be removed comparing to As (V). Co-grinding Ca(OH) with Al(OH) was conducted to manufacture katoite (CaAl(OH)) for the complete removal of As(III) (concentration below drinking water standard of WHO (<10 ppb)) during one-step agitation operation. X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric analysis (TG), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were applied for the illustration of adsorption mechanism. Katoite could intercalate As(III) into the layered space forming arsenite pillared Ca-Al layered double hydroxide (LDH). The coexisting anions such as Cl, SO, and NO had minor effects on As (III) removal performance using katoite. Techno-economic analysis demonstrated the feasibility of large-scale katoite production and its practical application for As(III) polluted groundwater purification, especially in the undeveloped areas where groundwater was used as irrigation and drinking water.