| Project/Area Number |
21K12313
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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 64030:Environmental materials and recycle technology-related
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
馬場 由成 宮崎大学, 工学部, 特任教授 (20039291)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅本 和寛 宮崎大学, 工学部, 准教授 (10274771)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 新規抽出剤 / 深共晶溶媒 / Sc, Yの分離回収 / Pd, Rh, Ptの分離回収 / 廃電子機器 / 自動車廃触媒 / 資源循環型社会 / 分離・回収プロセス |
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| Outline of Research at the Start |
近年、資源循環型社会を目指すため、廃電子機器や廃自動車触媒等からの「溶媒抽出法」を利用した希少金属リサイクル技術の研究開発が盛んに行われている。これら廃棄物中には、貴金属などの難分離性金属が多く、また、大量の揮発性有機溶媒を必要とするため環境負荷が大きい等の様々な重要課題を抱えている。これらの課題を解決するため、本研究では、「水素結合ドナー性化合物」と「水素結合アクセプター化合物」を混ぜて容易かつ低コストで調整可能な環境調和型（難燃性・不揮発性・低毒性）の”抽出剤”兼”抽出溶媒”である新たな「深共晶溶媒」を創出し、難分離性金属の抽出分離に関する基礎研究を実施する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では「水素結合受容体」としてトリオクチルホスフィンオキシド(TOPO)およびアミン系抽出剤を基体とし、一方「水素結合供与体」として新たに開発したN-ラウロイルサルコシン(NLS)、イソステアリン酸(ISP)、イソオクチルグリコレート(IOTG)で創出される「深共晶溶媒(DES)」を調製し、貴金属を含む各金属イオン類に対する抽出選択性の評価を行った。「DESの調製指針」を明らかにし、さらに、DESによる「新しい抽出選択性発現の抽出メカニズム」を明らかにした。
① Sc/Fe/Yに関しては、ISPとTOPOから成るDESによってSc>>Y>>Feが実現し、大量のFeが共存する溶液からSc, Yの選択的分離に成功した。この選択性が発現する抽出機構を定量的に解析した結果、DESが特定の金属に対して「協同効果」と「拮抗作用」が働くことがわかった。これは我々が世界で初めて見出した重要なオリジナリティーである。
② Co/Ni/Mnは、将来的に重要な海底鉱物資源であるが、従来の抽出剤ではMnが選択的に抽出される。IOTGとTOPOから成るDESを用いるとCo>>Ni>>Mn=0の選択性が発現し、大量のMnからCo, Niを高選択的に分離できた。
③ Sb/As/B/Cuの相互分離にはNLSとTOPOから成るDESが非常に有効であり、Sb(III)のみが高選択的に分離できた。
④ 今まで実現していないPt/Pd/RhからのRh(III)の高選択的分離に関するDESの創出を目的に、「水素結合受容体」としてイミダゾール、ピラゾール、アニリンがRh(III)に高い選択性を示したので、それらのアルキル鎖長を変えた抽出剤を新たに合成した。これらの新規抽出剤は「アルキル鎖長が短く、抽出剤の塩基性が小さい」ほどRh(III)の抽出性能が高いことがわかった。
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