2005 Fiscal Year Annual Research Report
ハイブリッドマイクロカプセルによるパラジウムの選択的分離および回収
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17360450
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
三村 均 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10091753)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新堀 雄一 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90180562)
佐藤 修彰 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教授 (70154078)
林 拓道 産業技術総合研究所, 東北センター, 主任研究員 (20344228)
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| Keywords | マイクロカプセル / パラジウム / 選択的分離 / 不溶性フェロシアン化物 / 有効利用 |
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| Research Abstract |
不溶性フェロシアン化物の合成、パラジウムの吸着特性評価およびキャラクタリゼーションを実施し、以下の成果を得た。
1.フェロシアン化カリウム(K_4Fe(CN)_6)と二価金属(Cu,Ni,Co,Zn)の硝酸塩水溶液を混合することにより、沈殿として不溶性フェロシアン化物を調製した。粉末試料のSEM観察では、非常に細かい超微粒子(約50nm)が集合して、より大きい粉末粒子(約30μm)を形成している。XRDの結果から、KZnFC以外の4種類は、FCC構造の不溶性フェロシアン化物であることが同定できた。Pd^<2+>の吸着前後におけるEPMA分析結果から、イオン交換は主にK^+とPd^<2+>の交換が主体である。
2.不溶性フェロシアン化物の吸着速度は比較的大きく、KCuFCに関しては、10分で99.9%という高い吸着率を示した。吸着速度の序列は、KCuFC>KNiFC>KCoFCであった。Pd^<2+>吸着に及ぼす硝酸濃度の影響を調べ、0.3〜7.0Mの広い硝酸濃度範囲において、90%を超える高い吸着率を得た。KCuFCおよびKCoFCはそれぞれ低硝酸濃度、高硝酸濃度において分配係数は低下したが、KNiFCでは、全領域で99.9%となり、高い吸着率を示した。Pd^<2+>吸着に及ぼす温度の影響は、10〜70℃の温度範囲において、80%を超える高い吸着率を得た。KCuFC,KNiFCおよびKCoFCは30〜50℃付近でPd^<2+>吸着率が最大となった。吸着等温線を作成し、Langmuirプロットを行うことで飽和吸着量を算出し、KCuFCが最も大きい飽和吸着量Q_<max>2.07mmol/gを有することが分かった。Q_<max>の序列は、KCuFC(2.07mmol/g)>KNiFC(1.85mmol/g)>KCoFC(0.96mmol/g)であった。KCuFCにPd^<2+>を飽和吸着させ、400℃で熱分解し、さらに11.6MHClで処理することで、PdO純度:82.3%の不溶解残渣を得た。
3.KCuFCとNa-ALG水溶液の混練ゾルをCa(NO_3)_2溶液中に滴下することで、KCuFCを内包したアルギネートマイクロカプセル(KCuFC-MC)を調製した。SEM観察により、KCuFC-MCの直径は約1mmで、内部および表面に全体的にKCuFCが固定されていることが分かった。さらにEPMAによる分析では、KCuFC-MC中のKCuFC粉末に選択的にPd^<2+>が吸着されていることが分かった。
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