2008 Fiscal Year Annual Research Report
電子機器廃棄物からの貴金属回収プロセスの構築を目指したバイオマス吸着素子の開発
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19360411
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
馬場 由成 University of Miyazaki, 工学部, 教授 (20039291)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大島 達也 宮崎大学, 工学部, 准教授 (00343335)
大栄 薫 宮崎大学, 工学部, 助教 (00315350)
岩熊 美奈子 都城工業高等専門学校, 准教授 (00342593)
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| Keywords | キチン・キトサン / 分子インプリント法 / キトサン誘導体 / 超多孔性キトサン球状体 / 貫通孔 / 貴金属 / 吸着 / パーフュージョンクロマトグラフィー |
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| Research Abstract |
I.キチンを原料とした貴金属イオンの高選択的キトサン誘導体吸着素子の創製
キチンを出発原料として合成した架橋キトサンを基体とし、硫黄あるいは窒素を配位原子とする新たなキトサン誘導体を合成した。この方法を用いればワンステップでシステインやピリジン環を導入でき、これらの樹脂による各金属の塩酸溶液からの吸着選択性を明らかにした。これらの樹脂は数ppmの希薄溶液からも、銅、鉄、ニッケル、亜鉛などのベールメタルは吸着することなく、数ppmの貴金属も100%回収できた。これは架橋後に脱アセチル化するため、自由度の高いアミノ基が生成したことによるものと考えられる。
II.二重アフィニティー分子インプリント法による貴金属イオンの分子認識分離材料の創製
昨年は、キトサンを出発原料として、エチレンジアミンやピリジン環を配位基とする新規キトサン誘導体を用いてPd-鋳型樹脂を調製した。この樹脂は、期待通りパラジウムに対して高い選択性を示したが、銅や金に対しても選択性を示し、鋳型金属の錯体構造(Pd-鋳型:平面4配位)を認識していることがわかった。したがって、今年度は鋳型金属として安価な銅イオンを用いて鋳型樹脂を調製した。この銅鋳型キトサン誘導体は、パラジウムや金に対して高い選択性を発現した。
III.超多孔性キトサン誘導体の架橋とキレート配位子導入を同時に行う合成法の開発とその応用
本合成法の確立は、キチン・キトサンを活用した吸着材を実用化するため一つのポイントなる。昨年度はキトサンW/Oエマルションから調整したが、貫通孔の均一性とその数を増やす方法の確立を目指した。水の浸透圧差が異なる二種類のエマルションを調製し、その浸透圧差を駆動力として多孔性キトサン球状体を合成した。その貫通孔を有する真球状体の多孔性キトサン微粒子が得られ、その表面細孔径は数ミクロンの大きさであり、拡散抵抗をほとんど受けることなく、高い吸着速度が得られることを明らかにした。
今後の吸着速度の定量的な解析が重要である。
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