セレンをモデルとするレアメタル回収に資する電極反応系の構築

• 研究課題/領域番号: 24510106
• 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: 環境技術・環境材料
• 研究機関: 芝浦工業大学
• 研究代表者: 今林 慎一郎 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (50251757)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 水溶性セレン / 電極還元反応 / メディエーター / プロトン共役電子移動 / セレン回収 / 廃棄物再資源化 / セレンオキサニオン / メディエータ型電極還元反応セレン / メディエータ

研究成果の概要

メチルビオロゲン(MV)添加による亜セレン酸の電極還元反応速度の増加は、MVが電子メディエーター、緩衝液の共役酸がプロトン供与体として働くことで起きていることを明らかにした。この反応を用いて-0.8 V vs. Ag|AgClで定電位電解すると、亜セレン酸を6μmol dm-3まで除去できた。初濃度1～10 mmol dm-3の場合は電流効率95%以上で99%以上の亜セレン酸を除去でき、その大半が元素態セレンとして回収できることを実証した。
電気化学的に還元できないと報告されていたセレン酸もMV添加によって還元可能になるが、回収率は相対的に低く、10%程度であった。

研究成果

• [雑誌論文] Acceleration of Electroreduction Reaction of Water-Soluble Selenium Compounds in the Presence of Methyl Viologen (2013)
  • 著者名/発表者名: F. Koshikumo, W. Murata, A. Ooya, and S. Imabayashi
  • 雑誌名: Electrochemistry 巻: 81 号: 5 ページ: 350-352
  • DOI: 10.5796/electrochemistry.81.350
  • NAID: 10031151998
  • ISSN: 1344-3542, 2186-2451
  • 査読あり
• [学会発表] メディエータ型水溶性セレン還元反応に基づくセレン回収法の可能性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 赤塚秀太、越雲文也、今林慎一郎
  • 学会等名: 電気化学会第82回大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2015-03-17
• [学会発表] メディエータ型亜セレン酸還元反応はセレン回収方法として有用か？－反応機構解析結果に基づく電解還元条件の検討－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 赤塚秀太、今林慎一郎
  • 学会等名: 第60回ポーラログラフおよび電気分析化学討論会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2014-11-16
• [学会発表] 電子メディエータ－を介する亜セレン酸の電極還元反応機構の解析
  • 著者名/発表者名: 越雲文也、今林慎一郎
  • 学会等名: 電気化学会第81回大会
  • 発表場所: 関西大学千里山キャンパス
• [学会発表] Electrochemical reduction of selenite and selenate accelerated by methyl viologen
  • 著者名/発表者名: F. Koshikumo, W. Murata, A. Ooya, and S. Imabayashi
  • 学会等名: PRiME2012
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii (USA)
• [学会発表] 回転電極測定法を用いた水溶性セレン化合物の電極還元反応の解析
  • 著者名/発表者名: 越雲文也、今林慎一郎
  • 学会等名: 第58回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
  • 発表場所: 八王子市高尾の森わくわくビレッジ
• [学会発表] メチルビオロゲンを介した亜セレン酸の電極還元反応に対する緩衝液の影響
  • 著者名/発表者名: 越雲文也、今林慎一郎
  • 学会等名: 電気化学会第80回大会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス