| Project/Area Number |
20K05547
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
Ohashi Akira 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (50344833)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 溶媒抽出 / 分離化学 / イオン液体 / 超臨界二酸化炭素 / 溶媒和 / 分配定数 / ソルバトクロミズム / 分配 / 抽出 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，有機溶媒，強酸・強塩基溶液などを用いず，環境調和型媒体である超臨界二酸化炭素(SC-CO2)を用いてイオン液体から溶質を抽出・分離するシステムの確立を目的とする．SC-CO2の温度や圧力を変化させCO2密度変化が溶質のSC-CO2/イオン液体間分配挙動に及ぼす影響を詳細に検討する．得られた結果を正則溶液論に基づく理論的解析を行う．また，イオン液体中のソルバトクロミック試薬吸収スペクトル変化より，CO2溶解に伴うイオン液体相の物性変化についても検討する．最終的にはSC-CO2によるイオン液体からの溶質の分離回収に最も適した条件を明らかにし，イオン液体抽出分野への貢献を目指す．
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, supercritical carbon dioxide (SC-CO2)/ionic liquid (IL) extraction was investigated from the viewpoint of CO2 density. It was found that CO2 dissolution into IL had no effect on partition behavior. The dissolution states of solutes in the SC-CO2 phase estimated from CO2 solvation showed almost the same behavior in water and IL. In addition, IL-specific behavior was also observed, suggesting the possibility of solute-IL association formation. From the three-dimensional plot, we investigated the distribution behavior also thermodynamically. These fundamental studies on SC-CO2/IL partitioning behavior are expected to be applied to improve efficiency and selectivity in SC-CO2/IL extraction of metallic elements in the future.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
イオン液体から溶質を回収する媒体として超臨界二酸化炭素(SC-CO2)に注目した．SC-CO2を抽出媒体として用いることができれば，環境調和型のイオン液体からの溶質回収法として非常に有用な方法となると考えられる．本研究では，まず基礎的検討としてSC-CO2の温度や圧力を変化させ，CO2密度変化が溶質のSC-CO2/イオン液体間分配挙動に及ぼす影響を詳細に検討した．また，溶質やイオン液体の種類によって生じる分配挙動の変化を明らかにした．得られた結果は金属元素のSC-CO2/IL抽出における効率性及び選択性の向上への利用が期待される．
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