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2020 年度 実施状況報告書

金属イオンのイオン液体抽出における優勢抽出種荷電状態の評価

研究課題

研究課題/領域番号 18K05183
研究機関東邦大学

研究代表者

平山 直紀  東邦大学, 理学部, 教授 (20260557)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードイオン液体 / キレート抽出 / 分配平衡 / イオン交換平衡 / 三相系
研究実績の概要

陰イオン性配位子を用いる金属イオンのイオン液体への抽出に際し,分配平衡とイオン交換平衡の優劣を支配する因子,すなわち優先抽出種を支配する因子を系統的に評価するという観点から,以下の研究を実施した。
1.テノイルトリフルオロアセトン(Htta)を用いるイオン液体キレート抽出における陰イオン錯体優勢抽出の機構解析: 前年度までの成果をふまえ,1-アルキル鎖長の異なるイオン液体1-アルキル-3-メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド相互間での抽出挙動の差異を系統的に評価した。全体的に1-アルキル鎖長が長い,すなわちイオン液体陽イオンの疎水性が高いイオン液体ほど抽出に有利である傾向が見られたが,分配平衡に基づく抽出の場合はその差がわずかであるのに対し,陰イオン交換平衡に基づく抽出の場合は顕著な差となった。この違いは,イオン液体の選択による優先抽出種制御の可能性を示唆するものである。
2.陽イオン錯体の陽イオン交換抽出における抽出種荷電状態の評価: 酸化状態の異なる鉄イオンを陽イオン交換抽出する系について検討を行ったところ,イオン液体と有機溶媒を共存させた三相系において鉄(II)錯体をイオン液体相に,鉄(III)を有機溶媒相に分別抽出することが可能になった。すなわち,同じ荷電錯体であっても対抽出相親和性の際による抽出制御が可能となることが示唆された。
また,これまでの研究成果を含む国内外の研究の状況に関する総説を共同で執筆した。

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

感染症対策としての入構規制等の影響はあったが,研究自体は順調に進行している。ただし学会発表,特に国際学会での発表がほとんど行えなかった(学会自体の中止・延期や出張規制)ため,成果のブラッシュアップが不十分であり,学術論文発表に影響が生じている。

今後の研究の推進方策

研究期間の延長が認められたことから,予定の計画をさらに発展させていく。また,学会発表,学術論文等の成果発表を順次実施していく。

次年度使用額が生じた理由

(理由)
入構規制等により実験の絶対量が制限されたことから,前年度までの未使用分繰り越しがほぼそのままとなっている。それに加えて,国内外の学会発表が困難になったことから,予定していた旅費等の支出が完全に停止してしまった。
(使用計画)
研究期間の延長が認められたことから,研究展開のためのイオン液体原料や測定用高純度ガス等の購入,および開催が延期されている国内外学会発表等の成果発表費用に充当していく。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Recent Progress in Ionic Liquid Extraction for the Separation of Rare Earth Elements2021

    • 著者名/発表者名
      OKAMURA Hiroyuki, HIRAYAMA Naoki
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 37 ページ: 119~130

    • DOI

      10.2116/analsci.20SAR11

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 錯生成と液相間物質移動に基づく金属イオン分離系の構築と機能評価に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      平山直紀
    • 雑誌名

      日本イオン交換学会誌

      巻: 31 ページ: 29~36

    • DOI

      10.5182/jaie.31.29

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mutual Separation of Fe(II) and Fe(III) Using Cyclohexane/Water/Ionic-liquid Triphasic Extraction System with 2,2′-Bipyridine and Tri-<i>n</i>-octylphosphine Oxide2020

    • 著者名/発表者名
      TOITA Mizuki, MORITA Kotaro, HIRAYAMA Naoki
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 36 ページ: 1387~1391

    • DOI

      10.2116/analsci.20P198

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] イミダゾリウム型イオン液体へのキレート抽出挙動に及ぼすイオン液体カチオン側鎖長の寄与2021

    • 著者名/発表者名
      秋場優里,山田佳林,森田耕太郎,平山直紀
    • 学会等名
      第81回分析化学討論会
  • [学会発表] イオン液体抽出系研究と高山フォーラム2020

    • 著者名/発表者名
      平山直紀
    • 学会等名
      日本分析化学会第69年会
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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