2020 Fiscal Year Annual Research Report
液ー液抽出における貴金属錯体の界面反応及び高次構造に基づく新規分離系開発
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20H02497
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
成田 弘一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究チーム長 (60357689)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 文之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (20344153)
元川 竜平 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 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究主幹 (50414579)
阿久津 和宏 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発, 中性子科学センター, 技師 (60637297)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 溶媒抽出 / 金 / パラジウム / 抽出機構 / 構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) ジブチルカルビトール―塩化金酸AuCl4-抽出メカニズム
詳細なメカニズムが未解明であるジブチルカルビトール(DBC)による塩酸溶液からの金の抽出挙動を調べるために、金の有機相－水相二相間抽出分配比測定を各種条件下において行った。希釈剤にn-オクタンを用い、抽出分配比のDBC濃度依存性を調べたところ、塩酸濃度が高い程、金抽出に関与するDBCの個数が多いことが分かった。また抽出分配比のプロトン濃度依存性からは、１個のプロトンの関与が示唆された。一方、DBCにより塩酸はほとんど抽出されなかった。実験を行った水相条件(>1 mol/L塩酸)ではAuCl4-が優勢であることを考慮すると、DBCは金へ直接配位せず、HAuCl4が溶媒和型抽出されていると推測できる。
(2) パラジウム抽出速度への1-オクタノール濃度の影響
ジ-n-ヘキシルスルフィド(DHS)－n-オクタン溶媒を有機相に、パラジウム含有1 mol/L塩酸溶液を水相に用い、有機相への1-オクタノールの添加量とパラジウム抽出速度の関係を明らかにするために、パラジウムの二相間抽出分配比測定及びJ-PARC BL16Bにおけるパラジウムフリーの有機相－水相間の中性子反射率測定を行った。パラジウム抽出速度と1-オクタノール濃度との関係については、データ精度向上のため、これまでの補間となるデータを取得した。また、中性子反射率実験で得られたデータから、界面近傍の各物質の濃度分布について解析を進めた。
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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
DBC－金抽出系に関しては、金抽出分配比のDBC濃度、塩酸濃度及びプロトン濃度依存性等の基本的な抽出性能を把握した。パラジウム抽出速度と1-オクタノール濃度との関係については、測定データの追加により信頼性を高めるとともに、中性子反射率データの解析も進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
DBC－金抽出系については、HAuCl4と共抽出される水分子の個数を求める。また、日本原子力研究開発機構JRR-3における中性子小角散乱実験をスタートさせ、抽出分配比のスロープ解析より得られた、塩酸濃度増加に伴う金抽出錯体中のDBC個数増加に関して、構造科学的なエビデンスを得る計画である。パラジウム抽出速度と1-オクタノール濃度との関係に関しては、中性子反射率の解析から界面構造を明らかにするとともに、DHS／1-オクタノール濃度比と界面張力の関係を詳細に調べる。さらに分子間相互作用についてDFT計算より調べ、1-オクタノール濃度変化に伴う特異なパラジウム抽出速度変化の原因を探る予定である。
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