2020 Fiscal Year Annual Research Report
Trifunctional resins for aqueous boron separation and detection
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18K05187
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
岩月 聡史 甲南大学, 理工学部, 教授 (80373033)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 固相抽出 / ホウ素 / 分離技術 / 検出技術 / 樹脂開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、水溶性ホウ素の濃縮・分離・回収機能と、検出機能を兼ね備えた高次機能化樹脂を開発するべく、「キレート配位子－陽イオン－センサー三元ハイブリッド機能樹脂」の創製および機能評価、ならびに樹脂の機能性の向上を検討してきた。
最終年度である本年度は、前年度までに試作したN-メチルD-グルカミン（キレート配位子）－トリエチルアンモニウム（陽イオン）－アリザリンコンプレキソン（比色センサー）三元ハイブリッド機能樹脂について、３つの機能部位の段階的化学修飾方法・条件を最適化することにより、一定水準の機能樹脂を再現よく合成する方法を確立した。また、ホウ素濃度よりも高濃度の鉄(II)、ニッケル(II)、コバルト(II)イオンを共存させたホウ酸水溶液を用いて反応選択性を検討したところ、ホウ素捕集率はまったく低下せず、水溶性ホウ素に対して選択性の高い樹脂であることがわかった。一方、水溶液中のホウ素濃度に応じて樹脂の変色度合が異なったことから、この変色度合からホウ素濃度を定量できる可能性があることがわかった。樹脂に捕集したホウ素の脱着試験を1 mol/L塩酸を用いて行ったところ約90%程度以上の脱着を確認したが、pH < 1では樹脂の比色センサー部位の部分的な溶出が見られた。それでもなお、1 mol/L塩酸で脱着した樹脂は、pH 10程度で捕集能が低下することなく再びホウ素を捕集でき、この際の樹脂色変化は少なくとも5回の吸脱着サイクルにおいて視認可能であった。
以上のことから、改良の余地はあるものの、本研究の三元ハイブリッド機能樹脂は、水溶性ホウ素の捕集・脱着・比色分析のすべてに資する高次機能樹脂であり、従来別個に研究開発されてきた水溶性ホウ素の分離回収技術と検出技術の両方に資する将来有望な分離分析技術となり得ることを示した。
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