| 研究課題/領域番号 |
18K05165
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
勝田 正一 千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (40277273)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | イオン液体 / 溶媒抽出 / 分離濃縮 / レアメタル / 薬毒物 / ヨウ素 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では，物質の分離・濃縮法として重要な溶媒抽出法を更に発展させるために，従来抽出が困難とされてきた物質に対して優れた抽出能力を持つ新たなイオン液体抽出系を開発することを目的とする。主な研究テーマは，(1) 塩酸溶液中の白金族金属の抽出分離，(2) 環境水中の陽イオン性薬毒物のマイクロ抽出濃縮，(3) かん水中のヨウ素の抽出分離 である。各テーマについての研究成果の概要は，以下の通りである。
(1) 3種の白金族金属（パラジウム，白金，ルテニウム）について塩酸溶液から種々のイオン液体への抽出挙動を調べ，イオン液体の種類，塩酸濃度，振り混ぜ時間等，各金属を効率的に抽出するための条件を明らかにした。
(2) 陽イオン性薬毒物であるパラコート，ピリドスチグミン，ネオスチグミン等について，種々のイオン液体/水二相系における分配挙動を調べ，これらの陽イオンのマイクロ抽出に適した高抽出能イオン液体を探索した。1-エチル-3-メチルイミダゾリウム・ビス（ナノフルオロブタンスルホニル）イミドがパラコートに対して極めて優れた抽出能を持つことを発見し，これを用いたマイクロ抽出-HPLC法を開発することにより，水中の微量（ppbレベル）のパラコートを定量可能とした。
(3) ヨウ化物イオンについて種々のイオン液体/水二相系における分配挙動を調べ，プロトン付加型陽イオンを含むプロトン性イオン液体の抽出能が優れていることを見いだした。この知見にもとづいて，模擬かん水中のヨウ化物イオンに対して塩化トリオクチルアンモニウムによるイオン液体抽出を行い，高い抽出率を達成した。
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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
(1) 塩酸溶液中の白金族金属の抽出分離：高抽出能をもつイオン液体の探索および抽出条件の最適化が順調に進んでおり，個々の金属の定量的抽出までは達成できている。他の金属からの分離や白金族金属間の相互分離が今後の課題である。
(2) 環境水中の陽イオン性薬毒物のマイクロ抽出：パラコート等の2価陽イオン薬毒物に対しては，当初の予想以上に優れた抽出能を持つイオン液体を発見することができ，これを用いたマイクロ抽出-HPLC法による超微量分析法の開発にも成功した。一方，1価陽イオン薬毒物に対してはまだ十分な抽出能を持つイオン液体を見いだせておらず，更なる検討が必要である。
(3) かん水中のヨウ素の抽出分離：当初の予定通り，イオン液体/水系におけるヨウ化物イオンの分配特性を明らかにすることによって，かん水からのヨウ化物イオンの定量的抽出が可能なイオン液体を見つけることができた。ヨウ素の他の化学種（ヨウ素酸イオンなど）の抽出や，抽出後のイオン液体からのヨウ素の分離については今後の課題である。
以上のように，本研究は2018年度の計画に従っておおむね順調に進展しており，次年度以降の課題も明確化している。
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| 今後の研究の推進方策 |
(1) 塩酸溶液中の白金族金属の抽出分離：自動車触媒やハードディスク等の廃製品からの白金族金属の回収を想定し，種々の金属の混合系から主要な白金族金属を個々に分離するための組織化された分離方法を構築する。
(2) 環境水中の陽イオン性薬毒物のマイクロ抽出：1価陽イオン薬毒物（筋弛緩剤，筋弛緩回復剤等）に対して高い濃縮率を達成可能なイオン液体マイクロ抽出系を探索する。また，HPLC分析におけるイオン液体成分の影響について詳しく調べ，その干渉を抑制する方法を検討する。
(3) かん水中のヨウ素の抽出分離：イオン液体によるヨウ化物イオン抽出後のヨウ素の単離法について検討する。また，ヨウ素酸イオンや三ヨウ化物イオンについてイオン液体/水二相系における分配挙動を調べ，これらの化学種の抽出に有効なイオン液体を探索する。
また，上記(1)～(3)のほか，イオン液体による金属酸化物ナノ粒子の分離や，ランタノイドの抽出についても検討を行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）2018年度は備品としてHPLC用の蛍光検出器を購入予定であったが，イオン性薬毒物の検出に適した荷電化粒子検出器（CAD）を安価に購入する機会を得たため，蛍光検出器ではなくCADを導入した。また，2018年度に他の研究助成（期間1年）を受けたことや，2019年度は研究対象の拡大と大学からの運営費交付金の削減が予想されることから，2018年度に交付された助成金額の一部を2019年度に繰り越すこととした。
（使用計画）本研究の遂行に必要な試薬類（イオン液体，HPLC用溶媒，金属塩等）と器具類（HPLC関連部品，ガラス器具等）の購入に約100万円，学会旅費に約30万円，その他（ICP発光分析装置等の共用機器使用料）に約30万円を充てる予定である。
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