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分子認識技術を用いた埋立廃棄物中レアメタルに対する新規回収法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 12F02029
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 環境技術・環境材料
研究機関金沢大学

研究代表者

長谷川 浩  金沢大学, 物質化学系, 教授

研究分担者 RAHMAN Ismail Md. Mofizur  金沢大学, 物質化学系, 外国人特別研究員
RAHMAN IsmailMd.Monfizur  金沢大学, 物質化学系, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2012 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードレアメタル / 超分子型固相抽出剤 / 廃棄物 / キレート抽出 / 生分解性キレート剤 / リサイクル技術 / 化学的分画法 / 超分子型固相抽出材
研究概要

廃棄物中レアメタルの回収を目的に、イミノジ酢酸系キレート剤の各種水溶性キレート剤により有用金属を選択的に抽出する技術開発を進め、キレート抽出処理では水抽出と比較してレアメタル類の抽出量が著しく増加することを明らかにした。今年度は、固体廃棄物中のIn, Cu, Pb, Cd, Znの分離に対してEDDS, GLDA, HIDSの適用が有効であることが分かった。上記の溶出挙動を理論的に説明するために、水溶液中における錯体の生成平衡から金属イオンのスペシエーション分布を基礎的に解析し、キレート洗浄の抽出効果は水溶性キレート錯体の安定度定数に比例すること、その程度はpH、金属種に依存することを示した。更に、逐次抽出に基づく化学的分画法により廃棄物試料中金属を存在状態別に解析し、キレート抽出法で回収されたのは主に交換態及び還元態画分であることを報告した。
一方、従来のイオン交換やキレート作用に基づく固相抽出材では、キレート剤存在下における金属イオンの捕集は困難である。本研究では超分子作用に基づく分子認識技術に着目し、各種金属に対する抽出挙動を求めた。一連の検討の中で、超分子型固相抽出材の特徴である多点相互作用により金属イオンが強く捕捉されることを利用して、大過剰のキレート配位子存在下における金属イオンの定量的な抽出分離を報告した。また、ITOエッチング廃液に対する検討を進め、超分子型固相抽出材を適用するとワンステップでInとSnの相互分離が可能であることを見いだした。鉛廃液に対する検討では、廃水中からの鉛分離に加えて、4-(2-pyridylazo)-resorcinolとの錯形成を利用した簡易定量法を開発した。更に、超分子作用に基づく高い分子認識能を利用して、共存イオンを多量に含む環境試料より、Cd, Pb, Ni等を高選択的に分離除去できることを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の想定よりも研究の進度が順調に進み、研究課題に関する成果論文を国際誌に多数報告できたため。

今後の研究の推進方策

今回が修了年度であるため研究計画についての変更・問題点はないが、当該外国人研究員と受入研究者は今後も本課題に関して国際的な共同研究を続ける予定である。本研究の実施には産学の連携が有効であったことから、今後の発展に向けて産学連携も深める。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (8件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Decontamination of spent iron-oxide coated sand from filters used in arsenic removal2013

    • 著者名/発表者名
      I. M. M. Rahman, Z. A. Begum, H. Sawai, T. Maki, H. Hasegawa
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 92 号: 2 ページ: 196-200

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2013.03.024

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective separation of tri- and pentavalent arsenic in aqueous matrix with a macrocycle-immobilized solid phase extraction system2013

    • 著者名/発表者名
      I. M. M. Rahman, Z. A. Begum, Y. Furusho, S. Mizutani, T. Maki, H. Hasegawa
    • 雑誌名

      Water Air Soil Pollut.

      巻: 224 号: 5

    • DOI

      10.1007/s11270-013-1526-0

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chelant-induced reclamation of indium from the spent liquid crystal display panels with the aid of microwave irradiation2013

    • 著者名/発表者名
      H. Hasegawa, I. M. M. Rahman, Y. Egawa, H. Sawai, Z. A. Begum, T. Maki, S. Mizutani
    • 雑誌名

      J. Hazard. Mater.

      巻: 254-255 ページ: 10-17

    • DOI

      10.1016/j.jhazmat.2013.03.028

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recovery of indium from end-of-life liquid-crystal display panels using aminopoly carboxylate chelants with the aid of mechanochemical treatment2013

    • 著者名/発表者名
      H. Hasegawa
    • 雑誌名

      Microchemical Journal

      巻: 106 ページ: 289-294

    • DOI

      10.1016/j.microc.2013.03.005

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective separation of elements from complex solution matrix with molecular recognition plus macrocycles attached to a solid-phase : A review2013

    • 著者名/発表者名
      I. M. M. Rahman, Z. A. Begum, H. Hasegawa
    • 雑誌名

      Microchem. J.

      巻: 110 ページ: 485-493

    • DOI

      10.1016/j.microc.2013.06.006

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Densities, viscosities and speeds of sound of binary mixtures of heptan-l-ol with 1,4-dioxane at temperatures from 298.15 to 323.15 K and atmospheric pressure2013

    • 著者名/発表者名
      M. Habibullah, I. M. M. Rahman, M. A. Uddin, M. A. Anowar, M. M. Alam, K. Iwakabe, H. Hasegawa
    • 雑誌名

      J. Chem. Eng. Data

      巻: 58 号: 11 ページ: 2887-2897

    • DOI

      10.1021/je400512u

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] spectrop hotometric detection using 4-(2-pyridylazo)-resorcinol2013

    • 著者名/発表者名
      I.M.M. Rahman
    • 雑誌名

      Central European Journal of Chemistry

      巻: 11 号: 5 ページ: 672-678

    • DOI

      10.2478/s11532-013-0203-x

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A silica gel-bound macrocycle system for the selective separation of toxic cadmium from metal-affluent aqueous matrix2013

    • 著者名/発表者名
      H. Hasegawa
    • 雑誌名

      Central European亅ournal of Chemistry

      巻: 11 号: 3 ページ: 341-347

    • DOI

      10.2478/s11532-012-0176-1

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of extraction variables on the biodegradable chelant-assisted removal of toxic metals from artificially contaminated Europea reference soils2013

    • 著者名/発表者名
      Z.A. Begum
    • 雑誌名

      Water, Air, & Soil Pollution

      巻: 224 号: 3 ページ: 1-21

    • DOI

      10.1007/s11270-012-1381-4

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability constants of Fe(III) and Cr(III) complexes with dl-2-(2-carboxymethyl)nit rilotriacetic acid (GLDA) and 3-hydroxy-2, 2'-iminodisuccinic acid (HIDS) in aqueous solution2012

    • 著者名/発表者名
      Z.A. Begum
    • 雑誌名

      Journal of Chemical & Engineering Data

      巻: 57 号: 10 ページ: 2723-2732

    • DOI

      10.1021/je3005936

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Chelant-Assisted Remediation of the Polymeric Fe-Modified Sands Used as Sorbents for Heavy-Metal Removal from Waste Waters2014

    • 著者名/発表者名
      I. M. M. Rahman, Z. A. Begum, H. Sawai, M. Ogino, Y. Furusho, S. Mizutani, H. Hasegawa
    • 学会等名
      The 3R International Conference on Material Cycles and Waste Management (3R International)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2014-03-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Selective Recovery of Indium from Non-Ferrous Refinement Dust2014

    • 著者名/発表者名
      H. Sawai, I. M. M. Rahman, T. Wakabayashi, Y. Tsukagoshi, Y. Ye, T. Maki, S. Mizutani, H. Hasegawa
    • 学会等名
      The 3R International Conference on Material Cycles and Waste Management (3R International)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2014-03-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Biodegradable chelant-assisted decontamination of metal-laden bentonite2013

    • 著者名/発表者名
      I. M. M. Rahman, Z. A. Begum, H. Sawai, M. Kobayashi, H. Hasegawa
    • 学会等名
      MJIIT-JUC Joint International Symposium 2013 (MJJIS 2013)
    • 発表場所
      Hiratsuka, Japan
    • 年月日
      2013-11-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ITOエッチング廃液からのインジウム回収技術の開発2012

    • 著者名/発表者名
      梅原整裕
    • 学会等名
      第12回高山フォーラム
    • 発表場所
      高山市図書館(岐阜県)
    • 年月日
      2012-11-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 製錬ダストからの金属回収時におけるアルシンの発生特性2012

    • 著者名/発表者名
      村岸弘基
    • 学会等名
      第23回廃棄物資源循環学会研究発表会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県)
    • 年月日
      2012-10-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] マテリアルフローデータに基づいた焼却残渣からの金属類の回収可能性の検討2012

    • 著者名/発表者名
      阪井幸太
    • 学会等名
      第23回廃棄物資源循環学会研究発表会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県)
    • 年月日
      2012-10-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 超分子型固相抽出剤を用いた廃棄物中インジウムの抽出分離2012

    • 著者名/発表者名
      梅原整裕
    • 学会等名
      日本分析化学会第61年会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県)
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 水溶性キレート剤による非鉄精錬ダスト中インジウムの湿式抽出法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      澤井光
    • 学会等名
      日本分析化学会第61年会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県)
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Management of EDTA-containing aqueous effluent : Environmental concerns and remedies, In : A. Molnar (Ed.). EDTA : Synthesis, Uses and Environmental Concerns2013

    • 著者名/発表者名
      Z. A. Begum, I. M. M. Rahman, H. Hasegawa
    • 出版者
      Nova Science Publishers
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] An overview of toxic environmental releases from e-waste, ln : Y. C. Li and B. L. Wang (Eds.). B-Waste : Management, Types and Challenges2012

    • 著者名/発表者名
      M.M. Hossain
    • 出版者
      Nova Science Publishers
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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