2002 Fiscal Year Annual Research Report
分子インプリント感温性ゲル微粒子を用いた重金属の吸着分離プロセスの開発
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14550750
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
迫原 修治 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80108232)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 健彦 広島大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10274127)
飯澤 孝司 広島大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60130902)
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| Keywords | キレートモノマー / 感温性ゲル / 分子インプリント / 重金属 / 吸着 / 脱着 |
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| Research Abstract |
本研究では、選択的に目的金属を吸着し、温度のみによって吸・脱着が行える新規な吸着剤の開発を目的としている。
ゲル化すると感温性を示すN-イソプロピルアクリルアミドとキレートモノマーのビニルベンジルエチレンジアミンを銅とキレート錯体を形成させた状態で共重合を行った。キレートモノマーは2分子で1分子の銅と錯体を形成する。吸着量の温度依存性についてみると、10℃では吸着量は非常に少なく、温度上昇によるゲルの収縮に伴って吸着量は増大した。また、最大の吸着が起こる温度は32℃付近であった。これは、ゲルが合成時と同じ状態に膨潤する温度とほぼ一致した。ゲル中のキレートモノマーの含有量を変えて吸着量を測定した結果、吸着量はキレートモノマーの量と比例関係にあり、その勾配は1/2であった。期待通りキレート2分子で1分子の銅を吸着していると考えられる。銅、ニッケル、亜鉛、マンガンの四種類の金属溶液中で吸着実験を行った結果、銅がもっとも多く吸着された。合成時にインプリントされた銅の錯体形成における配位構造をゲルが記憶しているためと考えられる。吸着ピーク温度で吸着した銅を、10℃の条件下において説着させた結果、吸着した銅の30%程度が説着した。吸着時に形成された錯体構造がゲルの膨潤によって十分に壊れなかったことが原因と考えられる。しかし、その範囲内では繰り返し温度を変化させても同様の吸着量および説着量を示した。
以上のように、温度によって可逆的に吸・脱着を制御でき、さらにインプリント金属に高い選択吸着性を示す吸着剤を合成することができた。しかし、吸着平衡に速するまで100時間近くかかった。これは、大きな塊で合成したゲルを粉砕して吸着に用いたために粒子径が大きい(100μm程度)ことが原因と考えられる。今後は吸着速度の改善を図るために、この種の吸着ゲルを分散微粒子状で合成する手法について検討を進めていく計画である。
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