界面を分離場として利用する希土類金属の高効率分離プロセスの開発

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05453103
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 中塩 文行 九州大学, 工学部, 教授 (70037729)
• 研究分担者: 久保田 富生子 九州大学, 工学部, 教務員 ; 上江洲 一也 九州大学, 工学部, 助手 (40253497) ; 後藤 雅宏 九州大学, 工学部, 助教授 (10211921)
• キーワード: 界面 / 分離 / 抽出 / 希土類金属 / 錯化剤 / 中空糸 / 界面鋳型 / プラズマ重合

研究概要

本研究では、先端技術を支える高機能性材料に必須の金属として注目されている希土類金属の分離精製に対する界面場の利用に着目し、優れた分離性能を有する新しい分離システムの開発を目的として研究を行い、以下のような研究成果が得られた。
1、界面場を希土類金属の分離に利用するための錯化剤の分子設計指針
界面を有用なの希土類金属分離場として利用するためには界面張力が大きく界面配向性に優れた錯化剤分子を設計する必要がある。また、分離プロセスの高効率化を図るためにはこれらの分子を油溶性にし、繰り返し使用することが望ましい。
2、新規油溶性錯化剤を組み込んだ希土類金属の界面分離場の設計
界面を有効に分離場として利用するためには、用いるそれぞれの組み合せが重要となる。まず、希土類金属と相互作用を行う油溶性錯化剤を界面に配向させるが、このために吸着能力の大きい錯化剤を用いる必要があった。イットリウムと重希土類金属の分離実験を行った結果、金属間の分離が飛躍的に向上することが明がとなった。
3、プラズマ重合法による表面改質を行った中空糸膜による希土類金属の分離
プラスマグラフト重合法によって、中空糸膜の表面にアクリルアミド基を導入し、この膜を用いて希土類金属の分離実験を行った。その結果、膜表面のグラフト層が希土類金属の分離に効果的であった・
4、界面鋳型重合法による新しい樹脂の調製
W/O型エマルションを用いた、界面鋳型樹脂の調整法を開発した.油-水界面に抽出剤を濃縮でき、銅や亜鉛イオンに対して大きな分離性能が得られた.今後、希土類金属への応用を予定している.

研究成果

• [文献書誌] M,Goto,F,Nakashio: "Effect of Synthesized Surfactants in the Separation of Rare Earth Metals by Liquid Sartactant Membranes" Ind,Eng,Chem,Res. 32. 1681-1685 (1993)
• [文献書誌] F,Nakashio: "Recent Advances in Separation of Metals by Liquid Surtactant Membranes" J,Chem,Eng,Japan. 26. 123-133 (1993)
• [文献書誌] F,Nakashio,M,Goto: "Solvent Extraction of Trivalent Yttrium,Holuminium and Erbium by Novel Types of Acidic Orgaonphosphonates" Bull.Chem.Soc.Jpn. 66. 2528-2535 (1993)
• [文献書誌] F,Kubota.F,Nakashio.: "Extraction of Rare Earth Metals with 2-Ethylhexyl Phosphonic Acid Mono-2-Ethylhexyl Ester in the Presence of DTPA in Agueous Phase" Solv,Extr.Ion Exch.11. 437-453 (1993)
• [文献書誌] F,Nakashio,M,Goto: "Extraction of Rare Earth Metals with New Extractants of Calixarene Derivatives" Solvent Extraction in the Process Industries. 1. 364-369 (1993)
• [文献書誌] 中塩文行: "フラズマ重合法により合成したポリアクリル酸による希土類元素イオンの吸、脱着" 石油学会誌. 36. 334-338 (1993)