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熱エネルギーを利用した希少元素を回収するアミジノ尿素樹脂の基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K12431
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分64050:循環型社会システム関連
研究機関東京電機大学

研究代表者

田中 里美  東京電機大学, 工学部, 講師 (20453798)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード希少元素 / 重金属 / アミジノ尿素 / 金属錯体 / 金属回収
研究開始時の研究の概要

本研究の最終目標は、アミジノ尿素およびアミジノチオ尿素樹脂を用い、試薬調整せず工場の重金属廃液より希少元素を回収することである。試薬調整をせず、熱エネルギーを用いた温度コントロールのみで希少元素の回収および脱離できる材料が確立されれば、小規模な工場でも希少元素が回収可能となり工学的に有意義なものになる。これは自動車の軽油に含まれる金属イオンを自動車内部で走行中に金属回収ができ、PM2.5の削減にも期待できる。
研究内容
1)立体異性体の骨格を維持したアミジノ尿素の合成に挑戦し、立体異性体の金属錯体構造を明らかにする。
2)置換アミジノ尿素での立体異性体の熱的特性を明らかにする。

研究成果の概要

研究の最終目標は、アミジノ尿素およびアミジノチオ尿素樹脂を用い、試薬調整せず工場の重金属廃液より希少元素を回収することである。
そのため本研究では、1)アミジノ尿素の前駆体である置換シアノグアニジンの持つ立体異性体の骨格を維持したアミジノ尿素を合成した。得られた立体異性体のアミジノ尿素間では、金属との錯形成能が異なることを確認した。2)置換シアノグアニジンの立体異性体の生成は、立体因子効果が影響を及ぼすこと明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

希少元素の回収は種々の研究がなされているが、大型の施設利用または高価な材料、試薬調整の能力が必要となっており、その使用範囲は限定されている。本研究では、アミジノ尿素の異性体間で金属との錯形成反応が異なることから、温度コントロールによる金属の回収の可能性が示唆されたことから、温度コントロールのみで希少元素の回収および脱離できる材料が確立されれば、小規模な工場でも希少元素が回収可能となり工学的に有意義なものになる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Research on recovering In using amidinourea resin from a mixture of In and Sn2021

    • 著者名/発表者名
      Satomi Tanaka
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属回収を目的とした置換シアノグアニジン及び置換アミ ジノ尿素の異性体に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      山田 匠馬・田中 里美
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] カルバモイル基に重合部位を導入した アミジノ尿素樹脂の合成2021

    • 著者名/発表者名
      堀内 真矢・田中 里美
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 金属回収を目的とした置換シアノグアニジン及び置換アミジノ尿素の異性体に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      山田 匠馬・田中 里美
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] アミジノ尿素樹脂の置換基が及ぼす異性体による金属イオン捕獲能に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      山田 匠馬・田中 里美
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] カルバモイル側に重合基を有するアミジノ尿素樹脂の金属イオン捕獲部位周辺の置換基効果2020

    • 著者名/発表者名
      JIN KAIDI・田中 里美
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] カルバモイル基側に重合基を導入したアミジノ尿素樹脂の合成および金属イオン捕獲能評価2020

    • 著者名/発表者名
      キン カイデキ ・田中 里美
    • 学会等名
      第29回ポリマー材料フォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 相間移動反応による置換シアノグアニジンの異性体生成に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      田中里美
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] カルバモイル基側に重合基を有する新規アミジノ尿素樹脂の合成および金属イオン捕獲能評価2020

    • 著者名/発表者名
      キンカイデキ・田中里美
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] カルバモイル基側に重合基を導入したアミジノ尿素樹脂の合成および金属イオン捕獲能評価2019

    • 著者名/発表者名
      キンカイデキ・田中里美
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] カルバモイル側に重合基を有するアミジノ尿素樹脂の金属イオン捕獲部位周辺の置換基効果2019

    • 著者名/発表者名
      キンカイデキ・田中里美
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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