2009 Fiscal Year Annual Research Report
有機修飾層状複水酸化物を用いたプロセス溶液からのレアメタルの分離回収技術
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21681007
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
亀田 知人 Tohoku University, 大学院・工学研究科, 准教授 (60333895)
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| Keywords | 層状複水酸化物 / 有機酸アニオン / 金属イオン / キレート錯体形成 / 速度解析 / 化学反応律速 / 活性化エネルギー / 捕捉 |
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| Research Abstract |
本研究の目的の一つは、キレート錯体形成能を有する有機酸アニオンを層間にインターカレートした層状複水酸化物(LDH)を用いて、プロセス溶液からレアメタルを捕捉することである。本年度は、クエン酸型、リンゴ酸型、酒石酸型マグネシウム-アルミニウム系LDHの金属イオン捕捉能を検討するため、銅イオン、カドミウムイオン捕捉の速度解析を行った。
クエン酸型LDHによる銅イオン捕捉は層間内で起き、銅クエン酸型錯体が生成していると考えられる。速度式は1/(1-x)=kt+1と表せる(xは銅イオンの捕捉率)。各温度における1/(1-x)vstプロットはよい直線性を示し、直線の傾きから速度定数は10℃、20℃、30℃においてそれぞれ5.1×10^<-2>、1.0×10^<-1>、2.3×10^<-1>min^<-1>であり、アレニウスプロットよりこの反応の活性化エネルギーは53.1kJmol^<-1>となった。従って、この反応は化学反応律速であり、LDH層間においてクエン酸イオンと銅イオンがキレート錯体を形成することにより、Cu^<2+>を捕捉できることが示された。同様に速度解析を行うことで、クエン酸型LDHによるカドミウムイオン捕捉の活性化エネルギーは53.6kJmol^<-1>、リンゴ酸型LDHによる銅イオン、カドミウムイオン捕捉は71.2、50.8kJmol^<-1>、酒石酸型LDHによる銅イオン、カドミウムイオン捕捉は47.9、106.5kJmol^<-1>であることを見出し、それぞれ化学反応律速であることがわかった。
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