| 研究課題/領域番号 |
19K12399
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分64030:環境材料およびリサイクル技術関連
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| 研究機関 | 佐賀大学 |
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研究代表者 |
大渡 啓介 佐賀大学, 理工学部, 教授 (70243996)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 金属リサイクル / アニオン抽出 / 抽出試薬開発 / ハロゲン化アミド化合物 / ハロゲン化２級アミド / 金属アニオン / 抽出選択性 / 弱い相互作用 / NMRスペクトル / レアメタルリサイクル / 溶媒抽出 / 抽出剤開発 / 選択性 / 分子設計 / 資源回収 / 貴金属 / 新規抽出試薬開発 / アミド化合物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電子吸引性のハロゲンを有する一連の２級アミド化合物を合成し、貴金属類の抽出挙動を検討する。貴金属の選択的な抽出、ならびに新たな分子設計指針を得るという長期展望を目標とするため、貴金属アニオンと弱い相互作用を示す２級アミドプロトンに着眼し、このプロトンの酸性度（δ＋性）を２級アミド化合物に導入するハロゲンの種類、数、およびアミド基からの位置を適正にチューニングし目標を達成する。アミド合成に用いるカルボン酸のpKaの値が合成したアミドの抽出性能に大きく関与することを予想しており、両者の相関を取ることで分子設計指針に活用する。
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| 研究成果の概要 |
希少金属アニオンの新たな抽出試薬として、２級アミドの水素原子に着目し、アミド基にハロゲンを導入して水素原子のδ＋性を制御することで、アニオン抽出へのアミド水素原子の寄与の可否を検討すると共に、アニオン抽出にどのように影響するかに着いて検討した。ガリウムや白金の抽出について、1H-NMRスペクトルと抽出結果からアミド水素原子がアニオン抽出に寄与していることが明らかとなった。また、ハロゲンの種類や数による抽出についてもアニオン抽出に大きく影響を与えることが分かった。２級のジアミドを用いた結果から、２つの２級アミドの水素原子の距離が目的アニオンの抽出に影響を与えることも分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金属資源に乏しく先端産業の盛んな日本にとって金属資源確保は重要であり、都市鉱山に関心が高まっているが、微量かつ数多くの金属資源があり、選択的に個々の金属を回収することは困難である。乾式や湿式の多くの技術が利用されているが容易ではない。本研究は湿式技術のうち、溶媒抽出試薬、特にガリウムや貴金属のようなアニオン種の新たな分離試薬として、２級アミドの水素原子に着目した。弱い相互作用を分子設計概念に組み込むことで、従来法では困難であった分離が見直される。また、有害元素の除去など、他のアニオン種への適用を可能であり、都市鉱山の有効活用に利用できる試薬開発となり得るため、社会的意義は大きい。
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