2017 Fiscal Year Research-status Report
レドックス型イオン結晶による水中からの高選択性・高容量イオン吸着
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16K05742
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
内田 さやか 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (10361510)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | イオン結晶 / 複合材料・物性 / 酸化還元 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水中におけるイオンの吸着・交換現象は、分離・精製や有害成分の除去を通じて我々の生活を支えるのみならず、新物質の合成や構造・機能の制御という基礎化学的観点からも重要である。本申請は「レドックス型イオン結晶による水中からの高選択性・高容量イオン吸着」について、ポリオキソモリブデートアニオンを構成ブロックとし、対カチオンとの「イオン交換」に加えて還元に伴うカチオンの「還元的導入」により、既存のイオン交換体より吸着容量の高い材料を設計・合成する。昨年度の研究実績報告書に記載したレドックス型多孔性イオン結晶による高選択的セシウムイオン吸着に関し、以下の4つの問題点が存在した。(1)吸着に加熱が必要（343K）、(2)吸着速度が遅い（平衡吸着までに12時間）、(3)吸着量が小さい（組成式あたり3.8個）、(4)吸着が不可逆的。これらの問題点を解決するため、Keggin型のポリオキソモリブデートアニオンを、より分子サイズが大きく還元されやすいDawson型にかえ、イオン結晶の合成を行った。その結果、より細孔体積が大きなイオン結晶が得られた。還元されやすさは、構成元素（タングステンあるいはモリブデン）に依存した。モリブデンを構成元素とするイオン結晶は、水中でアスコルビン酸を還元剤として、室温においてセシウムイオンの平衡吸着までに1時間、吸着量は組成式あたり5.5個、さらに酸化により吸着したセシウムイオンを排出した。従って、昨年度までに存在していた問題点はすべて解決された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
セシウムイオン吸着の速度と量に関して進展があったので。
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| Strategy for Future Research Activity |
セシウムイオン吸着については一定の成果が得られ、論文発表もできているので、リチウムイオンをはじめとしたその他のイオンの選択的吸着に注力する。
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