2021 Fiscal Year Research-status Report
選択的なイオン結晶形成に基づく白金族金属の選択回収と多孔質触媒創製
| Project/Area Number |
20K05578
|
|---|
| Research Institution | Akita University |
|---|
Principal Investigator |
松本 和也 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (70467025)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片桐 洋史 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (40447206)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 白金族金属 / 第一級アミン / イオン結晶 / 多孔質 / 触媒 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，白金族金属の塩化物錯アニオンと第一級アミン化合物がイオン結晶を形成することを利用し，新たな白金族金属回収法を開発する。また，白金族金属を含むイオン結晶の焼成による簡便な多孔質触媒作製法の確立と性能評価を行う。
令和３年度は，芳香族複素環化合物であるメラミンが高選択的にロジウムを沈殿回収できる沈殿剤として機能することを見出した。メラミンを用いることにより，種々の金属を含む自動車排ガス触媒浸出液からロジウムを高選択的に回収でき，メラミンは酸化耐性が高く安価であることから，実用性が高いことが期待される。ロジウム含有沈殿物の詳細な構造解析を行ったところ，トリアジン環がプロトン化しており，ロジウム塩化物錯アニオンとイオン結晶を選択的に形成していることが判明した。また，脂肪族ジアミン化合物である1,4-ビスアミノメチルシクロヘキサンを沈殿剤として用いることで，高選択的に白金を沈殿回収できることも判明した。自動車排ガス触媒浸出液からも白金選択回収を行うことができ，実用性も高いことが明らかとなった。白金沈殿回収は，プロトン化したアミン化合物と白金塩化物錯アニオンがイオン結晶を形成することで達成されたことが明らかとなった。
芳香族第一級アミン化合物とイリジウムが形成するイオン結晶を焼成することで多孔質酸化イリジウムを作製した。得られた多孔質体は高比表面積を有していることがガス吸着測定や電気化学測定により判明した。また，電気化学測定により極めて高い酸素発生触媒能を示すことが明らかとなった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでロジウム回収剤の候補となるアミン化合物をいくつか発見してきたが，新たにロジウム回収剤として機能することが明らかとなったメラミンは，金属選択性，安定性，価格とすべての点において優れており，極めて実用性が高いことが期待される。また，金属回収機構もこれまでと異なっており，複素環化合物の金属回収剤としての新たな可能性を示すことができた。また，イオン結晶の焼成により得られた多孔質酸化イリジウムは，酸化イリジウム触媒としては最高クラスの酸素発生触媒能を示すことが明らかとなった。以上の結果から，本研究はおおむね順調に進展していると判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和３年度の研究において，複素環化合物が白金族金属回収剤として有望であることが判明したため，さらに詳細な検討を行うことで新たな金属選択性発現を期待して研究を進める。また，多孔質触媒については，イリジウム以外の白金族金属について検討を進めるとともに，複数の金属を組み合わせた合金化についても検討を行う。
|
| Causes of Carryover |
コロナ禍のため，当初計画していた学会発表がすべてオンラインとなったため，旅費に未使用額が生じた。また，コロナ禍および戦争の影響により，物品の納期がかかり，年度内の購入ができなかった。今後の使用計画としては，研究に必要な物品の購入費や論文投稿費として使用する。
|
