錯体構造の揺らぎを考慮したレアメタル回収キレート剤の理論設計指針の探索

• 研究課題/領域番号: 25810002
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: お茶の水女子大学
• 研究代表者: 森 寛敏 お茶の水女子大学, 大学院人間文化創成科学研究科, 准教授 (90501825)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 第一原理分子動力学 / レアメタル / キレート補足剤 / 分子揺らぎ / キレート捕捉剤

研究成果の概要

金属イオンとキレートの親和性は，しばしば HSAB 則により説明される．だが，HSAB 則によるレアメタルキレート回収材の設計には，しばしば困難が伴う．例えば Pd2+ 回収用のキレートでは，ソフトな硫黄ドナーとハードな酸素ドナーを併せもつキレートが最も良い Pd2+ 回収効率を与え，HSAB 則に合わないことが知られている．本研究では，我々の生活を支えるレアメタルのキレート回収効率向上を狙った，金属イオンとキレート分子の動的相互作用の理論的解明を目指し，CPMD 法およびFMO-MD 法に基づき，レアメタル回収材設計のための理論的指針を探った。

研究成果

• [雑誌論文] Fragment molecular orbital-based molecular dynamics study on hydrated Ln(III) ions (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T., Mori H., Komeiji Y., Mochizuki Y.
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 5 ページ: 011001-011001
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Theoretical study on hydration structure of divalent radium ion using fragment molecular orbital-molecular dynamics (FMO-MD) simulation (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsuda A., Mori H
  • 雑誌名: Journal of Solution Chemistry 巻: 43 号: 9-10 ページ: 1669-1675
  • DOI: 10.1007/s10953-014-0235-7
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 水和Cu(II)イオンのFMO3-UHF-MD シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: Kato Y., Fujiwara T., Komeiji Y., Nakano T., Mori H., Okiyama Y., Mochizuki Y.
  • 雑誌名: ＣＢＩジャーナル 巻: 14 号: 0 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1273/cbij.14.1
  • NAID: 130004138129
  • ISSN: 1347-0442, 1347-6297
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Quantum Chemical Study on Hydration of Ra (II): Comparison with the Other Hydrated Divalent Alkaline Earth Metal Ions (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsuda A., Mori H
  • 雑誌名: Journal of Computer Chemistry, Japan 巻: 13 号: 1 ページ: 105-113
  • DOI: 10.2477/jccj.2013-0011
  • NAID: 130003391631
  • ISSN: 1347-1767, 1347-3824
  • 査読あり
• [学会発表] 相対論的モデルポテンシャル法とフラグメン卜分子軌道一分子動力学法による 元素戦略へのアプローチ (2015)
  • 著者名/発表者名: 森 寛敏
  • 学会等名: 早稲田大学量子化学セミナー
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-01-17
  • 招待講演
• [学会発表] Fragment molecular orbital-based molecular dynamics study on hydrated Ln(III) ions (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T., Mori H., Komeiji Y., Mochizuki Y.
  • 学会等名: Computational Science Workshop (CSW 2014)
  • 発表場所: Tsukuba (Epocal Tsukuba)
  • 年月日: 2014-08-04
• [学会発表] 選択的レアメタル回収剤の理論設計：第一原理分子動力学法に基づく微視的溶媒和理論とその工学への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森寛敏
  • 学会等名: 山田財団研究交歓会
  • 発表場所: 東京コンファレンスセンター有明（東京都江東区）
• [学会発表] Recent development of relativistic model core potential: their application to thermochemistry and solution chemistry containing heavy elements (2014)
  • 著者名/発表者名: Mori H.
  • 学会等名: 247th Americal Chemical Society National Meeting, Session "Thermodynamics, Reactivity, and Spectroscopy of the Heavy Elements"
  • 発表場所: Dallas, USA（Dallas convention center）
  • 招待講演
• [学会発表] Electric band structure calculations on thin films of the L21 full Heusler alloys X2YSi (X, Y = Mn, Fe, and Co): toward spintronic materials (2013)
  • 著者名/発表者名: Mori H., Odahara Y., Shigyo D., Yoshitake T.
  • 学会等名: 8th International Society for Theoretical Chemical Physics (ISTCP IIIV)
  • 発表場所: Budapest, Hungary（Budapest Congress Center）
• [学会発表] A quantum chemical study on hydration structure of Ra(II) (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuda A., Mori. H.
  • 学会等名: 33rd International Conference on Solution Chemistry
  • 発表場所: 京都テルサ
• [学会発表] 相対論的モデルポテンシャル法とフラグメント分子軌道法による理論錯体化学 ：精密な大規模分子理論による溶液錯体化学および錯体の光化学への展開 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森寛敏
  • 学会等名: 錯体化学若手の会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 招待講演