WO2002045848A1 - Materiau de capture d'une substance chimique, procede de production de ce dernier et tube de capture de substance chimique - Google Patents

Materiau de capture d'une substance chimique, procede de production de ce dernier et tube de capture de substance chimique Download PDF

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Takao Tsuda
Motonori Munesue
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S55/00—Gas separation
    • Y10S55/05—Methods of making filter

Definitions

  • the collector used for collecting the diluted liquid sample is silica gel fine particles, silica gel fine particles with a chemically modified surface ⁇ volima-fine particles, and silica gel fine particles entangled with glass fiber ⁇ tetrafluoroethylene fiber. It is known that an assembly of the above is held between frits and this is incorporated into a hollow polyethylene tube or a resin type of a syringe type, and is widely used for solid-phase extraction. The one in which the aggregate of the above materials is incorporated in such a resin mold has a drawback that the flow resistance is large. Another drawback is that a large amount of solvent is used to move the components in the sample.
  • such a method for producing a chemical substance collector includes a step of performing a surface treatment to fix and masticate the metal alkoxide fine particles on the fiber surface, and a step of forming the metal alkoxide fine particles on the fiber surface. Fixing the metal alkoxide microparticles on the fiber surface.
  • such a fibrous chemical substance collecting body is held in a hollow tube to form a chemical substance collecting tube for collecting a trace amount of a chemical substance in a liquid or a gas.
  • FIG. 2 is a magnified micrograph of one glass fiber supporting silica fine particles produced by using the 3% oligosilicon force of Example 1.
  • FIG. 9 is a chromatogram obtained by liquid chromatography showing the result of the collection of a chemical substance in a gas using the chemical collector of Example 5.
  • the application of the oligosili force is performed by immersing the quartz glass fiber in a 30% origosiri force solution, and then removing the excess origosiri force solution from the quartz glass fiber surface by a centrifuge. During this process, the origosiri force remains on the quartz glass fiber surface.
  • glass fibers carrying silica fine particles on the surface can be formed.
  • the following manufacturing process 5 can be added to further enhance the ability to hold the target chemical substance.
  • each solution passing through the collection tube is completely separated from the collection tube by centrifugation or vacuum suction. Recovery of the solution in the centrifuge field is performed by inserting a collection tube into the centrifuge tube.
  • FIG. 5 showing the analysis results of the solution that has passed through the collection tube in each of the steps B to D will be described.
  • B, C, and D indicate the injection points of the respective solutions of Steps B, C, and D
  • B (sp), C (sp), and D (sp) indicate the respective solvent peaks
  • D (op ) Indicates the target peak. From Fig. 5, the following results are obtained.
  • step B there is a solvent peak B (sp) after injection of the sample solution containing 0.01% caffeine (B in FIG. 5), and then injection in step C (C in FIG. 5). Until then, a flat baseline continues. This indicates that the target chemical substance (force fin) in the sample solution passed through the collection tube in step B is completely retained by the silica-particle-supporting fibers in the collection tube.
  • solvent peak B sp
  • C C in FIG. 5
  • step C After the injection of the washing solution (1% aqueous methanol) in step C (C in Fig. 5), there is a solvent peak C (sp), and then the baseline is almost flat until the injection in step D (D in Fig. 5). ing.
  • the target chemical substance is hardly eluted by washing with the aqueous methanol solution.
  • stage D a methanol solution (100%) is injected into the collection tube (D in Fig. 5) and allowed to pass through to collect the caffeine retained on the fiber.
  • a solvent peak D (sp) after injection, and the target peak D (op) appears after the solvent has passed and the baseline has been flattened.
  • sp solvent peak
  • op target peak
  • fiberless glass fiber is used as the fiber, but similar effects can be obtained with other inorganic fibers, recycled fibers, and synthetic fibers.
  • cellulose fiber No. 5, a cellulose of at least 99% manufactured by Advantech Co., Ltd. as the regenerated fiber
  • silica fine particles using oligosilica as a raw material were produced by the same production process as in Example 1 described above. It was carried on the cell opening fiber surface.
  • the target chemical substance power fuin
  • FIG. B, C and D indicate the injection points of the solution at each stage.
  • (sp) indicates a solvent peak
  • (op) indicates a target peak.
  • B (sp) in FIG. 6 indicates the solvent peak of Step B
  • B (op) indicates the target peak of Step B.
  • the target substance caffeine
  • was also eluted in steps B and C and 100% of the target substance was not collected in the cellulose fibers at this step. It was the expected collection efficiency.
  • Teflon® fiber a fiber made of tetrafluoroethylene resin (hereinafter referred to as Teflon® fiber) (104-C 2 manufactured by Flon Chemical Co., Ltd.) was used as the synthetic fiber.
  • Teflon® fiber a 30% aqueous solution of sodium hydroxide was prepared, the temperature was set to 80 ° C., and the Teflon® fiber was immersed for 2 to 10 hours. A hydrophilic group was generated on the fiber surface.
  • the target chemical substance is collected using glass fiber, cellulose fiber, or Teflon® fiber, which carries fine particles produced by oligo-silicone force.
  • the glass fibers supporting the silica microparticles composed of oligosilica as described above are put into an ethanol solution in which the cellulose fibers are dispersed, and the glass fibers and the cellulose fibers are mixed uniformly 1: 1. Let it. This mixed solution is transferred into a glass filter (glass fiber filter G 3), which is subjected to suction filtration.
  • a flocculent hybrid fiber disc sheet (thickness of 0.3 mm to 1 mm) is obtained on the glass filter.
  • This disk sheet is a composite material composed of glass fibers and silica fibers carrying silica fine particles.
  • the chemical substance collecting tube is used to collect and collect the chemical substance in the liquid by passing the solution containing the target chemical substance.
  • the use of the chemical substance collector carrying the metal alkoxide microparticles on the fibers or the chemical substance collection tube using the same according to the present invention is not limited to liquids, and is not limited to liquids. It can also be used for collection. That is, by passing a gas containing the target chemical substance through the collection tube, the target chemical substance can be collected from the gas.
  • the embodiment will be described.
  • benzene vapor of 10 ppm was prepared in a tetrabag having an internal volume of 1 £.
  • glass fibers carrying silica particles subjected to ODS treatment were collected and held as a bundle in a syringe. This bundle weighs 0.
  • a standard gas was passed through this bundle to collect benzene vapor. That is, a syringe holding the above bundle (hereinafter, “small syringe”) is directly connected to one stopper of the tetra bag, another large syringe is connected to the back of the small syringe, and suction is performed with a large syringe.
  • a standard gas (10 ppm benzene vapor) was passed through a bundle of glass fibers (small syringe). This gas passage operation was achieved quickly because glass fiber has little flow resistance to gas.
  • the fine silica particles are chemically modified with octadecyl silane during the manufacturing process.
  • the fine particles chemically modified in this way do not repel the moisture in the atmosphere, and thus can selectively capture chemical substances.
  • the chemical substance collector of the present invention can be used as a collector for an air purifier for removing chemical substances in the air.
  • the collector of the present invention has a fibrous form, a fiber (aggregate) supporting metal alkoxide fine particles is inserted into a hollow tube, and this is held in the hollow tube by a frit. Thereby, the collector can be fixed in the hollow tube. Therefore, it becomes easy to fix the fiber for collecting the chemical substance to the collection tube.
  • the chemical substance collector of the present invention is a fiber in which metal alkoxide fine particles are supported on the surface thereof, and the flow path resistance of the liquid is smaller than that of the conventional product. Therefore, it is preferable for efficient collection of a target chemical substance in a dilute sample.
  • the surface area of the chemical substance collector is large. Therefore, the amount (load) of the target chemical substance that can be retained in the diluted sample is very large, and the retention capacity is improved. Further, when the fine particles on the fiber surface are chemically modified, the retention ability is further improved.
  • the fiber collector carrying the metal alkoxide fine particles of the present invention can be formed into a space-sparse state due to the characteristics of the fibrous form, and can be used for collecting a dilute target chemical component in a gas.
  • the flow resistance of the collector becomes extremely small, so that it exhibits excellent performance as a collector that hardly causes a pressure loss in continuous suction of the gas sampler. It is also possible to handle large quantities of gas at once.

Description

明 細 書 化学物質捕集体及びその製造方法、 並びに化学物質捕集管 技術分野
この発明は、 液体クロマトグラフィ一およびガスクロマ卜グラフィ一な ど、 化学物質の分離分析分野に供することのできる繊維状の化学物質捕集 体、 その製造方法及びこの化学物質捕集体を利用した化学物質捕集管に関 するものである。 背景技術
液体希釈試料捕集に使用される捕集体としては、 シリカゲル微粒子、 表 面に化学修飾を施したシリ力ゲル微粒子ゃボリマ一微粒子、 シリカゲル微 粒子にガラス繊維ゃテトラフロロェチレン繊維を絡めた素材の集合体など を、 フリッ ト間に保持し、 これを中空ポリエチレン管や注射器型の樹脂型 に組み込んだものが知られており、 固相抽出用として広く普及している。 このような樹脂型に上記素材の集合体を組み込んだものでは、 流量抵抗 が大きいという欠点がある。 また、 試料中の成分を移動させるために使用 される溶媒量が多いという欠点がある。 さらには、 樹脂型への素材の組込 み時 （充塡時） においてべッ トむら （充塡むら） が生じやすい。 そのため、 充塡剤間に大きな流路の発生をともなう捕集効率の低下が生じやすい。 従来技術としては、 その他、 ディスクタイプのものがある。 これは、 上 述のような微粒子からなる化学物質捕集充塡剤を織物等の形態に形成して フリッ ト間に挟持し、 これを一体型にしてディスク状に成形して取り扱え るようにしている。 このようなディスクタイプのものは、 充塡剤粒子を回 りから固めて、 十分に固定する必要がある。 従って、 この発明は、 上述のような欠点を改良し、 希薄 （希釈） 試料か ら目的とする化学物質を確実に捕集できる捕集体及びその製造方法を提供 すること、 並びにこの捕集体からなる捕集管を提供することを目的とする。 発明の開示
この発明においては、 化学物質捕集体を、 繊維状形態を有するもの、 即 ち、 金属アルコキシドより生成した微粒子を表面に担持させた繊維からな る化学物質捕集体としている。 この金属アルコキシドは、 オリゴシリカ、 オリゴジルコニァ、 あるいは、 オリゴチタニアなどを含み、 これらより微 粒子が生成できる。 このような微粒子を、 この明細書において、 金属アル コキシド微粒子という。
また、 この発明において、 このような化学物質捕集体の製造方法は、 繊維 表面に金属アルコキシド微粒子を固着しゃすくするための表面処理を施す 工程と、 繊維表面に金属アルコキシド微粒子を形成せしめる工程と、 繊維 維表面に金属アルコキシド微粒子を固着せしめる工程とからなる。
さらに、 この発明においては、 このような繊維状の化学物質捕集体を中 空管中に保持して、 液体または気体中の微量化学物質を捕集する化学物質 捕集管としている。 図面の簡単な説明
第 1図は、 実施例 1の 5 0 %オリゴシリカにより製造したシリ力微粒子 を担持したガラス繊維の拡大顕微鏡写真である。
第 2図は、 実施例 1の 3· ％オリゴシリ力を用いて製造したシリカ微粒 子を担持したガラス繊維 1本の拡大顕微鏡写真である。
第 3図は、 実施例 1のオリゴシリカからなるシリカ微粒子を担持したガ ラス繊維表面の拡大顕微鏡写真である。 第 4図は、 金属アルコキシド微粒子を担持する繊維を保持した中空管か らなる化学物質捕集管の一例を示した図である。
第 5図は、 第 4図の化学物質捕集管を使用した液体クロマトグラフィー であって、 実施例 1のガラス繊維を使用した一例を示すグラフである。 第 6図は、 第 4図の化学物質捕集管を使用した液体クロマトグラフィ一 であって、 実施例 2のセルロース繊維を使用した一例を示すダラフである。 第 7図は、 第 4図の化学物質捕集管を使用した液体クロマ卜グラフィ一 であって、 実施例 3のテフロン ®繊維を使用した一例を示すグラフである。 第 8図は、 第 4図の化学物質捕集管を使用した液体クロマ卜グラフィ一 であって、 実施例 4のガラス繊維とセルロース繊維の複合素材を使用した 一例を示すグラフである。
第 9図は、 実施例 5の化学捕集体を使用した気体中の化学物質の捕集の 結果を示す液体クロマトグラフィ一より得られたクロマトグラフである。 発明を実施するための好ましい形態
次に、 この発明の実施の形態については、 実施例を示しながら、 図面を 参照しながら説明する。
〔実施例 1〕
この実施例の発明においては、 ガラス繊維の表面にシリ力微粒子が担持 されている化学物質捕集体を提供している。
第 1〜 3図は、 シリ力微粒子がガラス繊維に担持されている状態を示す 顕微鏡写真である。 第 1図は、 5 0 %オリゴシリカより製造したシリカ微 粒子を担持したガラス繊維の 2 0 0倍顕微鏡写真である。 第 2図は、 3 0 %オリゴシリカより製造したシリ力微粒子を担持したガラス繊維の 1本を 1 , 0 0 0倍に拡大した顕微鏡写真である。 第 3図はさらにシリカ微粒子 担持ガラス繊維の 1 0 , 0 0 0倍に拡大した顕微鏡写真である。 第 3図に おいては、 ガラス繊維表面にシリ力微粒子が担持されている状態が明瞭に 認められる。
この発明のシリ力微粒子を担持した繊維からなる繊維捕集体は、 以下の 方法によって製造される。
(製造プロセス 1 ：前処理過程）
石英ガラス繊維の表面に、 オリゴシリカが固着しやすいように、 前処理 過程として表面処理を行う。 この表面処理としては、 アルカリ処理があり、 8 0 °Cの水酸化ナトリウム （ 1 N ) 溶液で、 3 0分行う。 尚、 このような アルカリ処理に限定されるものではなく、 シリル化剤による表面処理、 水 ガラスによる被膜処理を採用することもできる。
次いで、 エタノールを用いて表面処理をした石英ガラス繊維を洗浄し、 遠心分離によってアルコールを取り除く。
(製造プロセス 2 ：オリゴリシ力の塗布）
石英ガラス繊維の表面にォリゴシリ力を塗布する。 使用するォリゴシリ 力は、 テトラエトキシシランを重合し、 重合度を 1 0から 2 0に調整した 化学物質である。 オリゴシリカは石英ガラス繊維と非常に類似した構造を 有し、 石英ガラス繊維表面との馴染みが非常に良いので、 繊維表面への固 着による安定が迅速に進む。 重合度 1 0から 2 0のオリゴシリ力は、 シリ 力微粒子生成のための核の形成が容易であり、 ォリゴシリ力の使用により 安定して石英ガラス繊維表面にシリ力微粒子を形成できる。
ォリゴシリ力の塗布は、 3 0 %のォリゴシリ力溶液に石英ガラス繊維を 浸し、 ついで遠心分離機で過剰のォリゴシリ力溶液を石英ガラス繊維表面 から除去する。 この過程においてォリゴシリ力が石英ガラス繊維表面に残 留する。
(製造プロセス 3 ：アルカリ溶液によるシリカ微粒子の形成）
4 0 %のアンモニア水溶液に上記の石英ガラス繊維を浸し、 一時間この 状態に保つ。 この間に繊維表面上にシリカ微粒子の形成が進む。 ついでァ ンモニ T水溶液を石英ガラス繊維表面から遠心分離機で除く。
(製造プロセス 4 ：熱処理過程）
オーブン内に上記の石英ガラス繊維を入れ、 8 0 から 1 8 0 °Cへと連 続的に昇温させる。 このような連続的な昇温による熱処理によって、 石英 ガラス繊維表面にシリカ微粒子が固着する。
上記製造プロセス 1〜 4によって、 表面にシリカ微粒子を担持したガラ ス繊維を形成することができる。 尚、 目的化学物質の保持能力をさらに高 めるために、 下記の製造プロセス 5を加えることもできる。
(製造プロセス 5 ：化学修飾化過程）
シリカ微粒子に化学修飾 （ォクタデシルシラン化学修飾） 処理を施すこ とができる。 化学修飾の官能基としては、 アルキル基、 ァ―ァミノプロピ ル基、 シァノエチル基、 シクロデキストリン基、 イオン交換基等がある。 このようにして得られた極微小のシリ力微粒子を担持したガラス繊維を 使用して、 化学物質捕集管 1 0を作る。 一例が第 4図に示されている。 中 空管 1にシリ力微粒子を担持したガラス繊維からなる捕集体 2を揷 Λする c フリッ ト 3としてポリエチレンフィルタ一を使用し、 これらによってシリ 力微¾^子担持ガラス繊維を中空管 1内に保持する。
尚、 繊維表面上に担持される微粒子は、 シリカ微粒子に限定されるもの ではなく、 他の金属アルコォキシド微粒子、 即ち、 ジルコニァ微粒子又は チタニァ微粒子その他の金属微粒子からなるものとすることができる。 こ れら微粒子は、 それぞれ、 オリゴジルコニァ、 オリゴチタニア等からなる ものとすることができる。
また、 上記微粒子を担持する繊維としては、 石英ガラス繊維に限定され るものではなく、 その他のガラス繊維を使用することもできる。 さらには、 ガラス繊維に限定されることなく、 その他の無機繊維や、 再生繊維、 合成 繊維を用いることも可能であり、 これについては後述する。
次に、' この発明の化学物質捕集管 1 0を使用して、 固相抽出による目的 試料の捕集、 回収を行う一例を以下に説明する。 尚、 下記の各段階 B、 C、 Dにおける各溶出液の液体クロマトグラフィ一による分析が第 5図に示さ れている。
段階 A
第 4図に示すような、 シリカ微粒子担持ガラス繊維からなる捕集体 1を 保持した化学物質捕集管 （ミニカラム） 1 0を使用して、 この捕集管 1 0 にメタノール 1 m を通過させて洗浄し、 その後さらに、 水 lm^を通過 させて洗浄する。
段階 B
上記捕集管に、 回収を目的とする化学物質を含有する希薄試料溶液を注 入し、 通過させる。 ここでは、 試料溶液として、 0. 0 1 %のカフヱイン を含んだ 0. 9%の塩化ナトリウムを含む生理食塩水 2 m を使用し、 こ れを捕集管に注入 （第 5図の B) し、 通過させる。 シリカ微粒子担持繊維 を通過した後の溶液を分析する。 ここで、 回収目的化学物質 （カフェイン ) は， ォク夕デシルシラン化学修飾 （ODS) 処理したシリカ微粒子担持 繊維上に保持される。
段階 C
洗浄液として、 1%メタノール水溶液 2 m を捕集管に注入 （第 5図の C) し、 通過させる。 洗浄後の溶出液 （捕集管を通過した洗浄液） を分析 する。
段階 D
段階 Bで捕集管に保持され カフェインを回収するために、 1 0 0%の メタノール溶液 l m^を捕集管に注入 （第 5図の D) して、 注入したメタ ノール液を完全に回収する。 ここで、 目的化学物質であるカフェインはシ リカ担持繊維から離脱させられて、 メタノール溶液中に回収される。 回収 された溶液を分析する。
前記段階 A〜Dにおいては、 いずれの場合も、 遠心塲又は減圧吸引によ つて、 捕集管を通過する各溶液は捕集管から完全に離脱させる。 遠心場に おける溶液の回収は遠沈管中に捕集管を挿入して行う。
前記段階 B〜Dの各段階における捕集管を通過した溶液の分析結果を示 している第 5図について説明する。 図中の B、 C、 Dは、 段階 B、 C、 D のそれぞれの溶液の注入時点を、 B (sp)、 C (sp)、 D (sp)はそれぞれの溶 媒ピークを、 D (op)は目的ピークを示す。 第 5図から、 以下の結果が得ら れる。
段階 Bにおいては、 0 . 0 1 %のカフェインを含んだ試料溶液の注入 （ 第 5図の B ) 後に溶媒ピーク B (sp)があり、 その後、 段階 Cの注入 （第 5 図の C ) まで平らなベースラインでが続いている。 このことから、 段階 B で捕集管を通過させた試料溶液中の目的化学物質 （力フ イン） は、 完全 に捕集管中のシリカ微粒子担持繊維に保持されていることがわかる。
段階 Cにおける洗浄液 （1 %メタノール水溶液） 注入 （第 5図の C ) 後 に溶媒ピーク C (sp)があり、 その後、 ベースラインはほぼ平らに段階 Dの 注入 （第 5図の D ) まで続いている。 ここで、 メタノール水溶液による洗 浄によっても目的化学物質は殆ど溶出されないことがわかる。
段階 Dでは、 繊維上に保持されているカフヱインを回収するために、 メ タノール溶液 （1 0 0 %) を捕集管に注入 （第 5図の D ) し、 通過させて いる。 注入後に溶媒ピーク D (sp)があり、 溶媒が通過しベースラインが平 らになった後に目的ピ一グ D (op)が出ている。 ここで、 段階 Bの試薬中の 9 9 %のカフヱインがメ夕ノール溶液中に回収されていることがわかる。 上記では、 繊維として無 繊維であるガラス繊維を使用したが、 その他 の無機繊維、 再生繊維や合成繊維でも同様の効果が得られる。 〔実施例 2〕
この実施例においては、 再生繊維の表面にシリ力微粒子が担持された化 学物質捕集体について記載する。
再生繊維として、 セルロース繊維 （アドバンテック社製、 N o . 5， a セルロース 9 9 %以上） を使用して、 上述の実施例 1と同様の製造プロセ スによって、 オリゴシリカを原料としたシリカ微粒子をセル口一ス繊維表 面に担持させた。
得られたシリ力微粒子を担持したセルロース繊維を使用して、 目的化学 物質 （力フユイン） の捕集、 回収を行った。 即ち、 上述の実施例 1の段階 A、 B、 C、 Dと同様の捕集、 回収及び各段階での液体クロマトグラフィ —による分析を行った。 この結果が第 6図に図示されている。 図中の B、 C、 Dは各段階の溶液の注入点を示す。 また、 図中の （sp) は溶媒ピーク、 (op)は目的ピークを示す。 従って、 第 6図の B (sp)は、 段階 Bの溶媒ピー クを、 B (op)は段階 Bの目的ピークを示す。 段階 C、 Dについても同様で あり、 以下の実施例においても同様である。 本実施例では、 段階 B、 Cに おいても目的物質であるカフヱインが溶出が認められ、 この段階で 1 0 0 %の目的物質がセルロース繊維に捕集されるには至らなかったが、 尚、 期 待される捕集効率であった。
〔実施例 3〕
さらに、 合成繊維での化学物質捕集体での実験を行った。 ここでは、 合 成繊維として、 四フッ化工チレン樹脂製繊維 （以下、 テフロン ®繊維） （ フロンケミカル社製 1 0 4— C 2 ) を使用した。 このテフロン ®繊維の表 面には親水性をもたせるために、 3 0 %の水酸化ナトリゥム水溶液を調 し、 その温度を 8 0 °Cとして、 2〜 1 0時間テフロン ®繊維を浸漬して、 繊維表面に親水性基を生じさた。 次いで、 水洗いし、 さらに、 エタノール 洗浄を行って、 この後、 上述の製造プロセス 2 (オリゴシリカの塗布） 、 3 (シリカ微粒子の形成） 、 4 (熱処理） 、 5 (化学修飾） を行った。 こうして得られたテフロン ®繊維には、 その表面に、 オリゴシリカを原 料とするシリカ微粒子が生成され、 繊維上に担持されていた。
このシリカ微粒子を担持したテフロン ®繊維を化学物質捕集体として、 カフヱインを含んだ水溶液を通過させる捕集実験を行ったところ、 テフ口 ン ®繊維上のシリ力微粒子によってカフヱインが捕集されていることが認 められた。 この実験結果が第 7図に図示されている。 ここで、 ガラス繊維 に較べると、 テフロン ®繊維上へのカフエインの捕集は低いものであり、 各段階でカフヱインが溶出した。 これを改善するためにテフロン ®繊維の 使用量を増やしたところ、 捕集率に改善が見られた。
〔実施例 4〕
上記においては、 ォリゴシリ力により製造したシリ力微粒子を担持した ガラス繊維、 セルロース繊維、 あるいは、 テフロン ®繊維のいずれか一種 類を用いて目的化学物質捕集体としているが、 複合繊維材による捕集体が 考えられる ό
そこでこの実施例では、 上述のようなオリゴシリカからなるシリカ微粒 子を担持したガラス繊維を、 セルロース繊維を分散したエタノ一ル溶液中 に入れ、 ガラス繊維とセルロース繊維を均一に 1 ： 1で混合させる。 この 混合液をガラスフィルター （ガラス繊維フィルター G 3 ) 中に移し、 これ を吸引濾過する。 ここで、 ガラスフィルタ一上に綿状の混成繊維ディスク シート ズ 0 . 3 m mから 1 m mの厚さ） が得られる。 このディスクシート は、 シリカ微粒子を担持したガラス繊維とセルロース繊維からなる複合素 材である。
このようにして得られた複合ディクスシ一トを適当に切断し、 5枚重ね て （即ち、 厚さ 1 . 5 m mから 5 m mの厚さとなる） 、 同様に液体クロマ トグラフィ一を行ったところ、 期待された捕集効果が得られた。 その結果 が第 8図のグラフに示されている。 段階 B、 Cにおいてカフヱインの溶出 は全く認められず、 段階 Cで完全に力フ インが回収された。
〔実施例 5〕
なお、 上記説明においては、 化学物質捕集管は、 目的化学物質を含有す る溶液を通過させて、 液体中の化学物質を捕集し、 回収するのに使用され ている。 しかしながら、 この発明の繊維上の金属アルコキシド微粒子を担 持した化学物質捕集体又はこれを使用した化学物質捕集管の使用は、 液体 に限定されるものではなく、 気体中の微量な化学物質の捕集にも使用する ことができる。 即ち、 捕集管に目的化学物質を含有する気体を通過させる ことによって、 気体中からこの目的化学物質を捕集することができる。 以 下、 その実施例について説明する。
この実施例では、 大気中からベンゼン蒸気の捕集を行つた。
標準ガスとして、 1 0 p p mのベンゼン蒸気を内容積 1 £のテトラバッ グ中に調製した。 次に、 シリンジ中に、 O D S処理したシリカ微粒子を担 持したガラス繊維を集合させて束として保持させた。 この束は、 重さ 0 .
3 g、 容積 0 . 3 5 m _g、 高さ 7 m m， 半径 4 m mであった。 この束に標 準ガスを通過させ、 ベンゼン蒸気を捕集した。 即ち、 上記束を保持したシ リンジ （以下、 「小さいシリンジ」 ） をテトラバッグの一方の栓に直結し、 別の大きなシリンジを小さいシリンジの後方に連結して、 大きなシリンジ で吸引を行うことによって、 標準ガス （ 1 0 p p mのベンゼン蒸気） をガ ラス繊維の束 （小さいシリンジ） を通過させた。 ガラス繊維には、 ガスに 対する流通抵抗がほとんどないため、 このガス通過操作は迅速に達成でき た。
次に、 ガスが通過した後のガラス繊維、 即ち、 大気中の化学物質 （ベン ゼン蒸気） が捕集されているガラス繊維にメタノール溶液 3 0 0 _g ( 1 0 0 %メタノール水溶液） を注入し、 捕集物質の繊維からの分離、 回収を 行った。 この結果、 大気中のベンゼン蒸気を 1回の通過操作で回収できた c この結果は第 9 (a) 図のクロマトグラフに示されている。 確認のため、 ベ ンゼンの標準試料を用いたクロマトグラフ （第 9 (b) 図） を併記している c 矢印 （1 ) はベンゼン蒸気及びベンゼンの標準試料の注入時を、 S Pは溶 媒ピーク、 O P ( B z ) はベンゼンの目的ピークを示している。
なお、 シリカ微粒子を担持したガラス繊維は、 その製造プロセス中にシ リ力微粒子がォクタデシルシランによって化学修飾されている。 このよう に化学修飾された微粒子は、 大気中の水分をはじいて保持することがない ため、 化学物質を選択的に捕集することができる。
大気中の化学物質を効率的に捕集できることから、 この発明の化学物質 捕集体は、 空気中の化学物質を除去するための空気清浄器用の捕集体とし て使用することができる。 発明の効果
この発明は、 以上に述べたように構成されているため、 以下のような好 ましい効果を奏する。
(a) 捕集体の捕集管への固定化が容易
この発明の捕集体は、 繊維状の形態を有するものであるから、 金属アル コキシド微粒子を担持した繊維 （集合体） を中空管に挿入し、 これをフリ ッ 卜によって中空管に保持することで捕集体を中空管内に固定できる。 従 つて、 化学物質を捕集する繊維の捕集管への固定化が容易になる。
(b) 希薄溶液からの目的成分の効率的な捕集
希薄溶液を、 この発明の繊維伏捕集体を保持した捕集管中を通過させ ることによって、 希薄溶液体中の目的化学物質成分を効率的に捕集、 回収 することができる。 この発明の化学物質捕集体は、 金属アルコキシド微粒 子をその表面に担持した繊維であり、 液体の流路抵抗が従来品に較べ小さ いので、 希薄試料中の目的化学物質の効率的な捕集に好ましい。
(c) 高い保持能力
金属アルコキシド微粒子を繊維素材表面上に担持にさせていることから、 化学物質捕集体の表面積が大きい。 従って、 希薄試料中の目的化学物質の 保持可能な量 （負荷量） が非常に大きく、 保持能力が向上する。 また、 繊 維表面上の微粒子に化学修飾を施すと、 さらに保持能力が向上する。
(d) 気体中の化学物質捕集が可能
この発明の金属アルコキシド微粒子を担持する繊維捕集体は、 繊維状形 態の特性により空間に疎な状態に成形して、 気体中の希薄な目的化学成分 の捕集に用いることができる。 繊維を疎な状態に成形することにより、 捕 集体の流量抵抗は非常に小さくなるため、 ガスサンプラーの連続吸引にお ける圧力損を殆ど生じない捕集体として優れた性能を示す。 また、 一度に 大量のガスを取り扱うことも可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 金属アルコキシド微粒子を表面に担持させた繊維からなる化学物質 捕集体。
2 . 前記金属アルコキシド微粒子が、 ォリゴシリ力、 ォリゴジルコニァ、 オリゴチタニアからなることを特徴とする請求項 1記載の化学物質捕集体。
3 . 前記繊維が、 無機繊維、 再生繊維、 合成繊維のいずれかあるいはこ れらのいずれかの組み合わせであること特徴とする請求項 1又は 2記載の 化学物質捕集体。
4 . 繊維表面に金属アルコキシド微粒子を固着しやすくするための表面 処理を施す第一工程と、 繊維表面に金属アルコキシド微粒子を形成せしめ る第二工程と、 繊維表面に金属アルコキシド微粒子を固着せしめる第三ェ 程とからなる化学物質捕集用体の製造方法。
5 . 前記金属アルコキシド微粒子が、 重合度が 1 0から 2 0のオリゴマ —からなるものであることを特徴とする請求項 4記載の製造方法。
6 . 前記第一工程が、 アルカリ処理、 シリル化剤による表面処理、 水ガ ラスによる被膜処理の少なくとも一つであることを特徵とする請求項 4又 は 5記載の製造方法。
7 . 前記第二工程が、 金属アルコキシドのオリゴマーを繊維表面に塗布 する工程と、 次いで、 この繊維をアルカリ水溶液に浸した後、 アルカリ溶 液によって金属アルコキシド微粒子を形成する工程からなることを特徴と する請求項 4乃至 6記載の製造方法。
8 . 前記第三工程が、 繊維に連続的な昇温による熱処理を加えることを 特徴とすると請求項 4乃至 7記載の製造方法。
9 . さらに、 金属アルコキシド微粒子に化学修飾処理を施す第四工程を 含むことを特徴とする請求項 4乃至 8記載の製造方法。
1 0 . 請求項 1記載の化学物質捕集体を中空管中にフリッ トにより保持し た、 液体中の微量化学物質を捕集する化学物質捕集管。
1 1 . 請求項 1記載の化学物質捕集体を中空管中に保持した、 気体中の微 量化学物質を捕集する化学物質捕集管。
1 2 . 前記化学物質捕集体である繊維が蜜度の粗な状態で軽く保持されて いることを特徴とする請求項 1 1記載の化学物質捕集管。
1 3 . 前記化学物質捕集体である繊維を束状に集合させて保持されている ことを特徴とする請求項 1 1記載の化学物質捕集管。
1 4 . 前記化学物質捕集体が、 空気中の化学物質の除去を行う空気清浄器 用の捕集体として使用されることを特徴とする請求項 1記載の化学物質捕 集体。
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