2017 Fiscal Year Research-status Report
液液界面反応を利用した金属リサイクル技術の開発と中空ナノ粒子構造体の創製
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16K00619
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
下条 晃司郎 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (50414587)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ナノ材料 / 廃棄物再資源化 / 抽出分離 / エマルション / 物質徐放 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、産業廃棄物から有価金属である金をリサイクルすることで、環境保全および資源の有効利用を目指すと共に、回収した金をナノマテリアルとして期待されている中空ナノ粒子として資源化することである。
１年目は、様々なアミド型抽出剤を開発し、金イオンAu(III)に対する抽出特性を調べ、N,N,N',N'-tetra(n-octyl)diglycolamide (TODGA)がAu(III)に対して高い選択性を示すことを明らかにした。
今年度は、中空金ナノ粒子を合成するために抽出剤と界面活性剤との混合マイクロエマルジョンを用いた抽出実験および界面還元反応によるナノ粒子化を検討した。具体的には抽出剤としてTODGA、界面活性剤としてAOTを選定したところ、両者を混合しても安定なマイクロエマルジョンが形成されること、またAOTはAu(III)の抽出を阻害しないことを確認した。さらに、模擬産業廃液として、AuCl4-, PtCl62-, PdCl42-, Zn2+, Cu2+, Ni2+, Fe3+合計７種の金属イオンを含む塩酸溶液からAu(III)のみを選択的に抽出することに成功した。また、Au(III)が抽出されたマイクロエマルジョンに還元剤を加えたところ、平均7 nmの均一なサイズを有する金ナノ粒子を得ることができた。しかし、得られたナノ粒子は中空を有しておらず、今後の課題が見つかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は抽出剤と界面活性剤からなる混合マイクロエマルジョンを用いて、模擬産業廃液からAu(III)のみを選択的に抽出することに成功した。また、Au(III)が抽出されたマイクロエマルジョンを還元することで単分散な金ナノ粒子を得ることができた。しかしながら、得られたナノ粒子は中空構造を有していないため、本来の研究目的は未だ達成されていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、マイクロエマルジョンよりも大きな水/有機溶媒/水の三相からなる乳化液膜（W/O/Wエマルション）を調製し、Au(III)の抽出と中空ナノ粒子化を検討する。まず、安定なW/O/Wエマルションを形成可能であり、かつ模擬産業廃液からのAu(III)の抽出分離を損なわないような界面活性剤を選別する。さらに、水相の液性（pH、緩衝剤など）、抽出剤および界面活性剤濃度、有機相と水相の体積比などの実験条件を変化させて、W/O/Wエマルションの安定性とAu(III)の抽出分離挙動が最適となる条件を明らかにする。次に、内水相に還元剤を加え、W/O/Wエマルションに抽出されたAu(III)を内水相/有機相界面で還元することで中空金ナノ粒子の合成に挑戦する。また、還元剤の濃度や種類、内水相の体積、Au(III)濃度などを調整することで中空金ナノ粒子の粒子径や膜厚などの構造を制御する。
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