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

• 研究課題/領域番号: 21681007
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 亀田 知人 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (60333895)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 25,480千円 (直接経費: 19,600千円、間接経費: 5,880千円); 2012年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2011年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2010年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2009年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
• キーワード: 環境負荷低減技術 / 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 / 捕捉 / 溶解 / 架橋構造 / 有機修飾 / 銅-アルミニウム系 / 速度論 / 平衡論 / 生成物層内拡散律速 / Langmuir / キレート剤 / レアアース / 選択性 / 速度解析 / 化学反応律速 / 活性化エネルギー

研究概要

本研究では、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を用いて、水溶液からレアメタルのカチオンを捕捉できることを見出した。キレート錯体の安定性に依存して、レアメタルの捕捉選択性を有することがわかった。この反応は、化学反応律速であることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Preparation of Cu-Al layered double hydroxide intercalated with ethylenediaminetetraacetate bycoprecipitation and its uptake of rare earth ions from aqueous solution (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomohito Kameda, Kazuaki Hoshi, and Toshiaki Yoshioka
  • 雑誌名: Solid State Sciences 巻: 17 ページ: 28-34
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Cu-Al layered double hydroxide intercalated with ethylenediaminetetraacetate by coprecipitation and its uptake of rare earth ions from aqueous solution (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomohito Kameda, Kazuaki Hoshi, and Toshiaki Yoshioka
  • 雑誌名: Solid State Sciences 巻: 17 ページ: 28-34
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal decomposition behavior of Cu-Al layered double hydroxide, and ethylenediaminetetraacetate-intercalated Cu-Al layered double hydroxide reconstructed from Cu-Al oxide for uptake of Y^<3+> from aqueous solution (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomohito Kameda, Kazuaki Hoshi, Toshiaki Yoshioka
  • 雑誌名: Materials Research Bulletin 巻: 47 ページ: 4216-4219
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal decomposition behavior of Cu–Al layered double hydroxide, and ethylenediaminetetraacetate-intercalated Cu–Al layered double hydroxide reconstructed from Cu–Al oxide for uptake of Y3+ from aqueous solution (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomohito Kameda, Kazuaki Hoshi, Toshiaki Yoshioka
  • 雑誌名: Materials Research Bulletin 巻: 47 ページ: 4216-4219
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有機修飾層状複水酸化物による重金属イオンの捕捉 (2012)
  • 著者名/発表者名: 亀田知人, 吉岡敏明
  • 雑誌名: Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan 巻: 19 ページ: 126-132
  • NAID: 10030141398
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ni-Al layered double hydroxides modified with citrate, malate, andtartrate: Preparation by coprecipitation and uptake of Cu2+ from aqueous solution (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomohito Kameda, Hidenori Takeuchi, Toshiaki Yoshioka
  • 雑誌名: Journal of Physics and Chemistry of Solids 巻: 72 ページ: 846-851
  • 査読あり
• [雑誌論文] Uptake of Sc^<3+> and La^<3+> from aqueoussolution using ethylenediaminetetraacetate-intercalated Cu-Al layered double hydroxide reconstructed from Cu-Al oxide (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomohito Kameda, Kazuaki Hoshi, Toshiaki Yoshioka
  • 雑誌名: Solid State Sciences 巻: 13 ページ: 366-371
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ni-Al layered double hydroxides modified with citrate, malate, and tartrate : Preparation by coprecipitation and uptake of Cu^<2+> from aqueous solution (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomohito Kameda, Hidenori Takeuchi, Toshiaki Yoshioka
  • 雑誌名: Journal of Physics and Chemistry of Solids 巻: 72 ページ: 846-851
  • 査読あり
• [雑誌論文] Uptake of Sc^<3+> and La^<3+> from aqueous solution using ethylenediaminetetra acetate-intercalated Cu-Al layered double hydroxide reconstructed from Cu-Al oxide (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomohito Kameda, Kazuaki Hoshi, Toshiaki Yoshioka
  • 雑誌名: Solid State Sciences 巻: 13 ページ: 366-371
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetics of uptake of Cu2+ and Cd2+ by Mg-Al layered double hydroxides intercalated with citrate, malate, and tartrate (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomohito Kameda, Hidenori Takeuchi, Toshiaki Yoshioka
  • 雑誌名: Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 巻: 355 ページ: 172-177
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetics of uptake of Cu^<2+> and Cd^<2+> by Mg-Al layered double hydroxides intercalated with citrate, malate, and tartrate (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomohito Kameda, Hidenori Takeuchi, Toshiaki Yoshioka
  • 雑誌名: Colloids and Surfaces A : Physicochemical and Engineering Aspects 355 ページ: 172-177
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of organic acid anion-modified magnesium hydroxides by coprecipitation: A novel material for theuptake of heavy metal ions from aqueous solutions (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomohito Kameda, Hidenori Takeuchi, Toshiaki Yoshioka
  • 雑誌名: Journal of Physics and Chemistry of Solids 巻: 70 ページ: 1104-1108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of organic acid anion-modified magnesium hydroxides by coprecipitation : A novel material for the uptake of heavy metal ions from aqueous solutions (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomohito Kameda, Hidenori Takeuchi, Toshiaki Yoshioka
  • 雑誌名: Journal of Physics and Chemistry of Solids 70 ページ: 1104-1108
  • 査読あり
• [学会発表] 有機修飾層状複水酸化物による水溶液からの有害物質の捕捉 (2012)
  • 著者名/発表者名: 亀田知人,吉岡敏明
  • 学会等名: 廃棄物資源循環学会東北支部第4回研究発表会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-01-27
• [学会発表] edta型Cu-Al系層状複水酸化物を用いたキレート錯体生成によるレアアースの捕捉 (2011)
  • 著者名/発表者名: 星和暁,亀田知人,吉岡敏明
  • 学会等名: 無機マテリアル学会第123回学術講演会
  • 発表場所: 佐賀
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] Uptake of rare earth metal from aqueous solution using copper-aluminium layered double hydroxides intercalated with EDTA (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Hoshi, T. Kameda, T. Yoshioka
  • 学会等名: 16th International Symposium on Intercalation Compounds (ISIC16)
  • 発表場所: Sec-Ustupky, Czech Republic
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] Uptake of rare earth metal from aqueous solution using copper-aluminium layered double hydroxides intercalated with EDTA (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Hoshi, T.Kameda, T.Yoshioka
  • 学会等名: 16^<th> International Symposium on Intercalation Compounds (ISIC16)
  • 発表場所: Sec-Ustupky, Czech Republic
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] edta型Cu-Al系層状複水酸化物による水溶液からのレアアースの回収 (2011)
  • 著者名/発表者名: 星和暁,亀田知人,吉岡敏明
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会,講演予稿集
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] edta型Cu-Al系層状複水酸化物による水溶液からのレアアースの回収 (2011)
  • 著者名/発表者名: 星和暁, 亀田知人, 吉岡敏明
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: (講演予稿集)
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] edta型Cu-Al系層状複水酸化物によるSc^<3+>およびLa^<3+>の捕捉 (2010)
  • 著者名/発表者名: 星和暁,亀田知人,吉岡敏明
  • 学会等名: 無機マテリアル学会第121回学術講演会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-11-04
• [学会発表] edta型Cu-Al系層状複水酸化物によるSc^<3+>およびLa^<3+>の捕捉 (2010)
  • 著者名/発表者名: 星和暁, 亀田知人, 吉岡敏明
  • 学会等名: 無機マテリアル学会第121回学術講演会
  • 発表場所: 仙台,東北大学
  • 年月日: 2010-11-04
• [学会発表] UPTAKE OF HEAVY METAL IONS FROM AQUEOUS SOLUTION BY Mg-Al LAYERED DOUBLE HYDROXIDES INTERCALATED WITH ORGANIC ACID ANIONS, AND ITS KINETICS (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kameda, H. Takeuchi, T. Yoshioka
  • 学会等名: 2010 SEA-CSSJ-CMS Trilateral Meeting on Clays (2010TMC)
  • 発表場所: Seville, Spain
  • 年月日: 2010-06-10
• [学会発表] UPTAKE OF HEAVY METAL IONS FROM AQUEOUS SOLUTION BY Mg-Al LAYERED DOUBLE HYDROXIDES INTERCALATED WITH ORGANIC ACID ANIONS, AND ITS KINETICS (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kameda, H.Takeuchi, T.Yoshioka
  • 学会等名: 2010 SEA-CSSJ-CMS Trilateral Meeting on Clays (2010TMC)
  • 発表場所: セビリア,スペイン
  • 年月日: 2010-06-10
• [学会発表] 有機修飾層状複水酸化物の合成と水環境保全・浄化への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 亀田知人
  • 学会等名: 平成21年度化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 郡山
  • 年月日: 2009-09-19
• [学会発表] 有機修飾層状複水酸化物の合成と水環境保全・浄化への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 亀田知人
  • 学会等名: 平成21年度化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 郡山, 日本大学工学部
  • 年月日: 2009-09-19
• [図書] Hybrid Inorganic-organic Composites of Layered Double Hydroxides Intercalated with Organic Acid Anions for the Uptake of Hazardous Substances from Aqueous Solution (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomohito Kameda, Toshiaki Yoshioka, METAL, CERAMIC AND POLYMERIC COMPOSITES FOR VARIOUS USES, INTECH
  • 出版者: Chapter 6
• [図書] METAL, CERAMIC AND POLYMERIC COMPOSITES FOR VARIOUS USES (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomohito Kameda, Toshiaki Yoshioka, 他
  • 出版者: INTECH