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2004 年度 実績報告書

マイクロ流体デバイスによる希土類金属の高効率分離回収システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 15560656
研究機関九州大学

研究代表者

久保田 富生子  九州大学, 工学研究院, 助手 (60294899)

研究分担者 後藤 雅宏  九州大学, 工学研究院, 教授 (10211921)
丸山 達生  九州大学, 工学研究院, 助手 (30346811)
キーワードマイクロ流体デバイス / マイクロチャンネル / 抽出 / 液膜 / 希土類金属 / PC-88A / 分離回収 / 界面
研究概要

本研究の目的は、希土類金属の相互分離および使用済み資源からの分離回収をモデルとして、マイクロ流体デバイスによる高効率の抽出分離プロセスを開発することである。
まず、チャンネル内に安定な多相流液液界面を形成、かつ各相が混和することなくそれぞれの出口より排出するチャンネルの作成に成功し、溶媒抽出の反応器として本デバイスを用いることを可能にした。希土類金属の相互分離(La, Eu, Y)あるいは、使用済み製品からの回収例としてとりあげた希土類金属(Y)と一般金属(Zn)の分離を短時間で容易に行うことができた。この装置では、簡便に抽出・逆抽出の様々な情報が得られるだけでなく、装置のサイズ効果によって、さらにはチャンネル形状によって高い抽出効率がもたらされることが明らかとなった。
溶媒抽出法を簡素化、効率化した手法として液膜法が注目されている。そこで、マイクロ流体デバイスによって流動液膜型の分離プロセスの構築を行った。金属イオンを含む供給水相、PC-88Aを含むヘプタン相、逆抽出(受容)水相を同時に流入することによって、中央のヘプタン相がPC-88Aをキャリアーとする液膜相として機能した。抽出、逆抽出のバランスの良い条件設定により、目的の希土類金属イオンのみを受容相に回収することに成功した。
装置開発と並行して、新しい抽出剤(カリックスアレーン誘導体)および抽出溶媒(イオン性液体)の開発を行い、希土類金属の抽出、分離性能を著しく向上させることができた。
本研究では、マイクロ空間を利用して、装置そのものの性能を飛躍的に向上させるとともに、従来困難であった液膜法も実現可能にした。また、本装置に高性能の抽出系を組み込むことにより、さらに分離プロセスの高効率化が推進できることを示した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] Recent Advances in Liquid Membrance Technology2005

    • 著者名/発表者名
      F.Kubota, M.Goto
    • 雑誌名

      Solv.Extr.Res.Deval.Japan Vol.12(印刷中)

  • [雑誌論文] 液膜を利用する分離技術2004

    • 著者名/発表者名
      後藤雅宏, 久保田富生子
    • 雑誌名

      ぶんせき No.5

      ページ: 264-269

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Intermittent Partition Walls Promote Solvent Extraction of Metal Ions in a Microfluidic Device2004

    • 著者名/発表者名
      T.Maruyama, F.Kubotaら
    • 雑誌名

      Analyst Vol.129

      ページ: 1008-1013

  • [雑誌論文] Liquid Membrane Operations in a Microfluidic Device for Selective Separation of Metal Ions2004

    • 著者名/発表者名
      T.Maruyama, F.Kubotaら
    • 雑誌名

      Anal.Chem. Vol.76

      ページ: 4495-4500

  • [雑誌論文] Thermodynamic Study on Liquid-Liquid Extraction of Transition Metals by Calixarene Carboxyl Derivative2004

    • 著者名/発表者名
      F.Kubota, M.Gotoら
    • 雑誌名

      Solv.Extr.Res.Devel.Japan Vol.11

      ページ: 75-83

  • [雑誌論文] マイクロ流体デバイスを用いたオリゴペプチドの固相合成2004

    • 著者名/発表者名
      丸山達生, 久保田富生子ら
    • 雑誌名

      化学工学論文集 Vol.30

      ページ: 180-182

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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