4、5、6族元素の環境調和型分離分析法の開発―ペルオキシ化合物と固相抽出の活用―

Research Project

Project/Area Number	21K05158
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 34030:Green sustainable chemistry and environmental chemistry-related
Research Institution	Anan National College of Technology
Principal Investigator	山田洋平阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 准教授 (70706936)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	薮谷智規愛媛大学, 紙産業イノベーションセンター, 教授 (80335786)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	溶媒・固相抽出 / 過酸化水素 / ペルオキソ錯体
Outline of Research at the Start	4・5・6族元素は、強酸（塩酸・硝酸・硫酸）中での溶存状態が不安定であるため、フッ酸を用いた溶解、分離法が広く用いられている。本研究では、過酸化水素が溶離液として作用する元素は限定的であるという性質を、簡易な溶媒置換（脱フッ酸化）と金属粗分離に利用する。4－6 族元素と過酸化水素の反応により形成する錯体を安定化し、固相抽出法を組み合わせることで、溶媒置換と分離を実現する系を構築する。
Outline of Annual Research Achievements	キレート樹脂で4，5，6族元素（具体的にはV, Nb, Mo, Hf, Ta, W)を回収する条件検討を行ったが、多くの元素で回収率が低く、溶離段階の検討まで進むことができなかった。そこで、今年度は我々の研究グループで過去の知見がある水酸化ランタン共沈殿法による回収をNb, Hf, Taにも拡張して適用してみることとした。結果、水酸化ランタン共沈殿法はNb, Ta, Hfの回収にも有効に機能することが分かった。現在の条件で8割程度の回収率が得られている。共沈殿法により回収率がある程度確保できたため、溶離液についても検討を行った。溶離液についてはNaOHまたはH2O2の添加の有無により、溶離挙動が大きく変化することを確認した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason キレート樹脂での回収が計画通り進行しなかった。水酸化ランタン共沈殿法による回収がNb, Hf, Taに対しても機能したので、こちらの回収法について検討を進めることとした。溶離操作についても検討した結果、溶離液の組成（NaOHとH2O2の有無）により、溶離挙動が大きく変化することを確認した。具体的には、 H2O2のみでは溶離しない、 NaOHのみではMo, Wが溶離する、 NaOHとH2O2の両方ではV, Nb, Taが溶離するなどである。
Strategy for Future Research Activity	進捗状況でも述べたように、水酸化ランタン共沈殿と溶離液の組み合わせにより金属分離がなされる傾向が見えてきた。現在の課題としては、回収率の向上が挙げられる。現在、どの元素も回収率が３割程度であり、溶離液組成（NaOH、H2O2の濃度）、溶離液量などの検討した範囲内では、回収率の変化はほとんど見られていない。回収率向上に向けて、継続して取り組んでいく。