| 研究課題/領域番号 |
17K00632
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
保科 宏行 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主幹研究員(定常) (60446416)
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| 研究分担者 |
瀬古 典明 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 上席研究員(定常) (10354953)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | レアアース（希土類） / 資源回収 / 放射線グラフト重合 / 量子ビーム / 金属吸着材 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、放射線グラフト重合技術を活用して、希土類金属に対して優れた吸着選択性を有する低分子抽出剤を吸着基として高分子基材に付与する事で、希土類金属を効率的に吸着可能な材料を開発する事を目的とする。
昨年度までの研究において、疎水性の高い長鎖アルキル基 (C18)をグラフト鎖として導入した後、金属抽出剤2-エチルヘキシルホスホン酸モノ-2-エチルヘキシル(EHEP)を付与する事で、EHEPの脱離を抑制し、再利用においても高い吸着性能を保持可能な吸着材を合成できる事がわかった。
本年度は、カラムを用いた通水試験により、吸着材の吸着・溶離特性および耐久性を評価した。長鎖アルキル基(C18)を有するメタクリル酸オクタデシルをグラフト重合により不織布基材に導入した後、EHEPを吸着基として付与して吸着材を合成した(EHEP密度：1.22 mmol/g)。得られた吸着材を、内径7mmの円筒状カラムに充填し、ジスプロシウム(Dy)とネオジム(Nd)がそれぞれ100 mg/Lの濃度で共存する溶液(pH2)を空間速度(Space Velocity)100/hで通液させて吸着試験を行った後、1 mol/L塩酸を通液させて溶離試験を行った。次いで、同条件にてDy、Ndの再吸着試験を行った。1回目の吸着試験におけるDy、Ndの吸着量はそれぞれ43.6、4.2mg/g-吸着材だった。溶離試験におけるDy、Ndの溶出濃度はそれぞれ最大で373、38 mg/Lであり、1.6時間の通液で吸着したDy、Ndの98％以上を溶離する事ができた。再吸着試験におけるDy、Ndの吸着量はそれぞれ43.0、5.2 mg/gであった事から、通水による繰り返し吸着においても、Dyに対する高い吸着量と吸着選択性を保持できる事が明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、通水による繰り返し吸着試験を行い、疎水性が高い長鎖アルキル基を有するメタクリル酸オクタデシルをグラフト鎖として導入する事で、吸着基として付与したEHEPの脱離を抑制し、再吸着試験においてもDyに対する高い吸着量と吸着選択性を保持できる事を実証した。新型コロナウイルス感染拡大の影響により、今年度内に実施を予定していた全ての評価試験を行うには至らなかったが、本研究は概ね順調に進展していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度の研究では、吸着材の繰り返し使用回数と吸着性能の相関性について検討するとともに、様々な金属に対して吸着試験を実施し、EHEP吸着材の吸着特性を明らかにする予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルス感染拡大の影響により、参加を予定していた学会が延期になり、旅費が発生しなかった事及び、予定していた実験の一部が未実施であるため、実験に必要な試薬や消耗品等の購入量が減少した事から次年度使用額が生じた。
吸着材の性能評価に用いる試薬や器具等の購入及び研究成果を学会等で発表するための旅費等に使用する予定である。
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