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未利用資源からのレアメタル回収を可能にする高効率イオン交換型分離媒体の創成

研究課題

研究課題/領域番号 16K06830
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関九州大学

研究代表者

久保田 富生子  九州大学, 工学研究院, 助教 (60294899)

研究分担者 後藤 雅宏  九州大学, 工学研究院, 教授 (10211921)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード抽出 / イオン交換 / 分離回収 / レアメタル / 希土類 / 貴金属 / 抽出剤 / リサイクル / 吸着 / 反応・分離工学 / 分子認識 / 廃棄物再資源化 / 化学工学 / 分析科学
研究成果の概要

スカンジウムおよび貴金属の分離回収を例に、分離が難しいレアメタルのためのイオン交換型分離媒体の開発を行った。具体的には、複数の工業用抽出剤を用いた協同(拮抗)抽出系の開発、アミド酸型抽出剤の開発、抽出能力を有するイオン液体の開発によって新しい分離システムを構築した。製錬残渣や携帯電話、自動車排ガス触媒などの使用済み製品からこれらの金属の分離回収を行い、新規分離システムの有用性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の特徴は、実用化可能な分離媒体の開発を行う点にある。工業用抽出剤を用いて分離を可能にしたことは実用的であり、その上で分離膜の中に協同効果を再現し、初めてScの定量的膜透過を実現したことは学術的にも意義が大きい。アミド酸型抽出剤は、容易に官能基を変化させることが可能、かつ操作条件により陰イオンあるいは陽イオン交換型の抽出剤になり、さまざまな金属に対応可能である。官能基(アミノ酸分子)-金属の相互作用に基づく抽出剤の設計は学術的にも興味深い。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 10件) 産業財産権 (3件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] メルボルン大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] メルボルン大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Selective Separation and Recovery of Pt(IV) from Pd(II) through an Imidazolium-ionic-liquid-based Supported Liquid Membrane2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Wataru、Kubota Fukiko、Kono Riho、Goto Masahiro
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 35 号: 3 ページ: 343-346

    • DOI

      10.2116/analsci.18N020

    • NAID

      130007610374

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 年月日
      2019-03-10
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Novel Binary-Extractant-Impregnated Resin for Selective Recovery of Scandium2019

    • 著者名/発表者名
      Sharaf Maha、Yoshida Wataru、Kubota Fukiko、Goto Masahiro
    • 雑誌名

      JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN

      巻: 52 号: 1 ページ: 49-55

    • DOI

      10.1252/jcej.18we175

    • NAID

      130007563357

    • ISSN
      0021-9592, 1881-1299
    • 年月日
      2019-01-20
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective transport of scandium(III) across polymer inclusion membranes with improved stability which contain an amic acid carrier2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Wataru、Baba Yuzo、Kubota Fukiko、Kolev Spas D.、Goto Masahiro
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Science

      巻: 572 ページ: 291-299

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2018.11.021

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Application of a Novel Phosphonium-Based Ionic Liquid to the Separation of Platinum Group Metals from Automobile Catalyst Leach Liquor2019

    • 著者名/発表者名
      Firmansyah Mochamad L.、Kubota Fukiko、Yoshida Wataru、Goto Masahiro
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 58 号: 9 ページ: 3845-3852

    • DOI

      10.1021/acs.iecr.8b05848

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] レアメタルの高度分離のための新規抽出システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      久保田富生子、マハ・シャラフ、後藤雅宏
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニヤリング

      巻: 63 ページ: 484-490

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Selective Extraction of Scandium by a Long Alkyl Chain Carboxylic Acid/Organophosphonic Ester Binary Extractant2018

    • 著者名/発表者名
      Sharaf Maha、Yoshida Wataru、Kubota Fukiko、Goto Masahiro
    • 雑誌名

      Solvent Extraction and Ion Exchange

      巻: 36 号: 7 ページ: 647-657

    • DOI

      10.1080/07366299.2018.1532139

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recovery of gold ions from discarded mobile phone leachate by solvent extraction and polymer inclusion membrane (PIM) based separation using an amic acid extractant2018

    • 著者名/発表者名
      F. Kubota, R. Kono, W. Yoshida, M. Sharaf, S.D. Kolev, M. Goto
    • 雑誌名

      Sep. Purif. Technol.

      巻: in press ページ: 156-161

    • DOI

      10.1016/j.seppur.2018.04.031

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Solvent extraction of Pt(IV), Pd(II), and Rh(III) with the ionic liquid trioctyl(dodecyl) phosphonium chloride2018

    • 著者名/発表者名
      M. L. Firmansyah, F. Kubota, M. Goto
    • 雑誌名

      J. Chem. Technol. Biotechnol.

      巻: - 号: 6 ページ: 1714-1721

    • DOI

      10.1002/jctb.5544

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A polymer inclusion membrane composed of the binary carrier PC-88A and Versatic 10 for the selective separation and recovery of Sc2018

    • 著者名/発表者名
      M. Sharif, W. Yoshida, F. Kubota, S.D. Kolev, M. Goto
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 8 号: 16 ページ: 8631-8637

    • DOI

      10.1039/c7ra12697b

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 海底資源からのレアメタル回収のための新規抽出剤の開発2016

    • 著者名/発表者名
      後藤雅宏、吉田航、久保田富生子
    • 雑誌名

      日本海水学会誌

      巻: 70 ページ: 358-363

    • NAID

      130006101566

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン液体の開発とPGMsリサイクルへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      久保田富生子、M. L. Firmansyah、吉田航、後藤雅宏
    • 学会等名
      分離技術会年会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] イミダゾリウム型イオン液体を含浸させた支持液膜による白金の選択的膜透過分離2018

    • 著者名/発表者名
      吉田航、河野里穂、久保田富生子、後藤雅宏
    • 学会等名
      分離技術会年会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Extraction equilibria of scandium(III) with the amic acid-type extractants and application to a polymer inclusion membrane2018

    • 著者名/発表者名
      W. Yoshida, F. Kubota, S. D. Kolev, M. Goto
    • 学会等名
      7th Int. Conf. on Ion Exchange
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of novel phosphonium-based ionic liquid to the separation of platinum group metals from automobile catalyst waste solution2018

    • 著者名/発表者名
      M. L. Firmansyah, F. Kubota, W. Yoshida, M. Goto
    • 学会等名
      7th Int. Conf. on Ion Exchange
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新規イオン液体による自動車触媒浸出液からのPGMsの抽出分離2018

    • 著者名/発表者名
      久保田富生子、M. L. Firmansyah、吉田航、後藤雅宏,
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 種々のアミド酸誘導体によるスカンジウムの溶媒抽出平衡と膜分離システムへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      吉田航、久保田富生子、Kolev S. D、後藤雅宏
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 廃自動車触媒からの高分子包含膜を用いたロジウム分離2018

    • 著者名/発表者名
      花田隆文, M. L. Firmansyah, 吉田航, 久保田富生子
    • 学会等名
      膜シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Separation of critical metal ions from iron(III) using a polymer inclusion membrane containing an amic acid carrier and quinone,2018

    • 著者名/発表者名
      W. Yoshida, F. Kubota, S. D. Kolev, M. Goto,
    • 学会等名
      The 31th Int. Symp. on Chem. Eng.,
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polymer inclusion membrane containing trioctyl(dodecyl)phosphonium chloride for the separation of platinum group metals from spent automotive catalyst,2018

    • 著者名/発表者名
      T. Hanada, M. L. Firmansyah, W. Yoshida, F. Kubota, M. Goto
    • 学会等名
      The 31th Int. Symp. on Chem. Eng.,
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新規ホスホニウム型イオン液体による白金族金属の抽出2018

    • 著者名/発表者名
      久保田富生子、L. M. Firmansyah、後藤雅宏
    • 学会等名
      化学工学会第83回年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子包含膜を用いた貴金属の分離回収2018

    • 著者名/発表者名
      河野里穂、吉田航、久保田富生子、後藤雅宏
    • 学会等名
      化学工学会第83回年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子包含膜を用いた携帯電話からの金の分離回収2017

    • 著者名/発表者名
      河野里穂、吉田航、久保田富生子、後藤雅宏
    • 学会等名
      化学工学会東京大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Selective separation of gold ions with a polymer inclusion membrane containing an amic acid extractant from waste mobile phones2017

    • 著者名/発表者名
      R. Kono, W. Yoshida, F. Kubota, M. Goto
    • 学会等名
      APCChE 2017, Hong Kong
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スカンジウム高選択的抽出系を包含した高分子膜の開発と膜安定性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      吉田航、馬場雄三、久保田富生子、Kolev S. D、後藤雅宏
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子包含膜による二次廃棄物からの金の回収2017

    • 著者名/発表者名
      河野里穂、吉田航、久保田富生子、後藤雅宏
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Separation of scandium(III) from lanthanides using a polymer inclusion membrane containing an amic acid-extrctant carrier2017

    • 著者名/発表者名
      W. Yoshida, Y. Baba, F. Kubota, S.D. Kolev, M. Goto
    • 学会等名
      ISEC2017, Miyazaki
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective extraction of scandium from other REEs using binary extractant of PC-88A and versatic10 from nitrate media.2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sharif, W. Yoshida, F. Kubota, M. Goto,
    • 学会等名
      ISEC2017, Miyazaki
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effective separation of Pt(IV), Pd(II), and Rh(III) in acidic solution by using phosphonium-based ionic liquids2017

    • 著者名/発表者名
      M. L. Firmansyah, F. Kubota, M. Goto
    • 学会等名
      ISEC2017, Miyazaki
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective extraction and recovery of precious metals with a novel amic acid extractant from waste mobile phones2017

    • 著者名/発表者名
      R. Kono, W. Yoshida, F. Kubota, M. Goto
    • 学会等名
      ISEC2017, Miyazaki
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Separation of Au(III) from mobile phones using a polymer inclusion membrane with D2EHAG as the carrier2017

    • 著者名/発表者名
      河野里穂、吉田航、久保田富生子、後藤雅宏
    • 学会等名
      The 30th Int. Symp. Chem. Engineer., KAIST
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recovery of precious metals from leach liquor of waste mobile phones with a novel amic acid extractant2016

    • 著者名/発表者名
      R. Kouno, W. Yoshida, S. Hikino, F. Kubota, M. Goto
    • 学会等名
      The 29th Int. Symp. Chem. Eng.,
    • 発表場所
      宮崎 シーガイアコンベンションセンター
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 協同抽出系を利用したスカンジウムの選択的抽出分離2016

    • 著者名/発表者名
      吉田航、執行英子、久保田富生子、後藤雅宏、松岡いつみ、小林宙、浅野聡
    • 学会等名
      第35回溶媒抽出討論会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所筑波センター
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規抽出システムによる携帯電話からの貴金属リサイクル2016

    • 著者名/発表者名
      河野里穂、吉田航、引野幸枝、久保田富生子、後藤雅宏
    • 学会等名
      第35回溶媒抽出討論会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所筑波センター
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規抽出剤による携帯電話浸出液からの貴金属の分離回収2016

    • 著者名/発表者名
      河野里穂、吉田航、引野幸枝、久保田富生子、後藤雅宏
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] スカンジウムの精製方法、スカンジウム抽出剤2017

    • 発明者名
      後藤雅宏、久保田富生子、松岡いつみ,浅野聡,小林宙
    • 権利者名
      国立大学法人九州大学, 住友金属鉱山株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] スカンジウムの精製方法、スカンジウム抽出剤2016

    • 発明者名
      後藤雅宏、久保田富生子、松岡いつみ,浅野聡、小林宙
    • 権利者名
      九州大学、住友金属鉱山(株)
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016
    • 取得年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] スカンジウムの精製方法、スカンジウム抽出剤2016

    • 発明者名
      後藤雅宏、久保田富生子、松岡いつみ、浅野聡、小林宙
    • 権利者名
      後藤雅宏、久保田富生子、松岡いつみ、浅野聡、小林宙
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-163604
    • 出願年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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