2017 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of recovery process for chalcogen rare metals based on mediator electroreduction reactions
| Project/Area Number |
15K00606
|
|---|
| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
今林 慎一郎 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (50251757)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 廃棄物再資源化 / カルコゲンレアメタル回収 / メディエータ型電極還元 / カルコゲンオキサニオン除去 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はセレンオキサニオンを元素態セレンに効率よく還元、回収できることを実証したメディエータ型電極還元反応を基に、カルコゲンのレアメタルであるセレン（Se）およびテルル(Te)の供給方法として、工業排液に含まれる水溶性のオキサニオンを水に難溶な元素態レアメタルへ電解還元する新規プロセスの構築を目的とする。
実用的なセレン回収方法に発展させるための検討では、次の成果を得た。①ビオロゲン誘導体を電気化学酸化して昨年度までより直接的な方法で密度1×10–10 mol cm-2で固定化した電極は、亜セレン酸還元のメディエータとして機能し、ビオロゲンを固定化しない場合の1/10程度の大きな電流が得られた。②N+位の官能基がアミノを有するビオロゲン誘導体を複数合成し、すべての化合物についてメチルビオロゲン（MV）以上の亜セレン酸還元促進能を有することを示すと共に、その還元促進がメディエーション還元に加えて、それにより電極上に生成したセレンが関与する機構を明らかにした。③Seを除くと排液中にはNaとSが多く含まれる。SがSO4由来であると考え、Na2SO4が支持電解質として利用できるかを検討した結果、緩衝液利用時よりも電流が小さいものの支持電解質として利用できることがわかった。
セレン酸還元の効率化については、pHを7から4にするとメディエータ型還元の電流値が増加することがわかった。また、濃塩酸中で加熱することでセレン酸を亜セレン酸へ還元し、さらにMVをメディエータとしてSeに電解還元できることを確認したが、熱濃硫酸の使用は実用的に問題があり、最適ではない。
テルルオキサニオンのうち、亜テルル酸 は亜セレン酸よりも還元されやすく、中性pH域でも元素態テルルへ電解還元でき、電極上に析出したTeが電解還元を促進することがわかったが、MVを利用したメディエータ型還元の優位性は確認できなかった。
|
