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2021 年度 実績報告書

白金族錯体の溶解性制御技術の確立及びパラジウム選択沈殿剤開発への展開

研究課題

研究課題/領域番号 19K05116
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

鈴木 智也  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80748624)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード白金族金属 / 沈殿分離 / 分子間相互作用 / 湿式製錬 / 密度汎関数法
研究実績の概要

本研究では、Pd(II)のみを沈殿させるフルオロピリジンとPd(II)及び白金(IV)(Pt(IV))を沈殿させるヨードピリジンの性質に着目し、ハロゲノピリジンのPd(II)/Pt(IV)間における金属選択性の発現メカニズムを錯体化学的観点から明らかにし、金属錯体の溶解度制御に資する新規知見の取得を目的としている。
2021年度は、ハロゲノピリジンによるPt(IV)のイオン対錯体の沈殿生成メカニズムについて密度汎関数法を用いた反応エネルギー計算により検討を行った。前年度のPd(II)錯体と同様の手法で、反応に関わる分子の錯形成や脱水和、凝集化といった反応について評価を行った。その結果、ハロゲノ基の原子番号が小さくなると(ピリジニウムカチオンのサイズが小さくなると)、結晶化時のPt(IV)の塩化物アニオン同士の距離が近くなり、陰イオン同士の分子間反発が生じていることがわかった。このアニオン同士による反発により、Pt(IV)錯体の凝集化が起こり難くなることで、ハロゲノピリジン間での塩酸溶液系でのPt(IV)の沈殿性に違いが生じたと示唆される。
また、昨年度の研究において、o-クロロピリジン及びピリジンにPdへの結合性の違いが見られたため、本年度では、その結合性の違いについて、自然結合軌道解析により詳細に検討した。その結果、ピリジンは、窒素によりPdに配位結合するのに対し、o-クロロピリジンは、窒素での配位結合と塩素とPdの相互作用が見られた。この特殊な配位形態により、o-クロロピリジンはPd(II)への配位選択性を高めていると考えられる。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Speciation and separation of platinum(IV) polynuclear complexes in concentrated nitric acid solutions2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Tomoya、Otsubo Ukyo、Ogata Takeshi、Shiwaku Hideaki、Kobayashi Tohru、Yaita Tsuyoshi、Matsuoka Mitsuaki、Murayama Norihiro、Narita Hirokazu
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 50 ページ: 11390~11397

    • DOI

      10.1039/D1DT01392K

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Review of Recent Progress on Dissolution of Precious Metals and Speciation of Their Complexes in Aqueous Solutions2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Tomoya、Kasuya Ryo、Narita Hirokazu
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Institute of Metals and Materials

      巻: 85 ページ: 305~315

    • DOI

      10.2320/jinstmet.JA202104

    • 査読あり
  • [学会発表] オルト位に官能基を持つピリジン誘導体を用いた塩酸溶液からの白金族金属の選択的沈殿分離2021

    • 著者名/発表者名
      岡部 凱靖、鈴木 智也、塩飽 秀啓、小山 和也、成田 弘一
    • 学会等名
      第40回溶媒抽出討論会
  • [学会発表] 硝酸溶液中の白金多核錯体の構造評価及びイオン交換樹脂への吸着メカニズムの検討2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木 智也、大坪 右京、尾形 剛志、塩飽 秀啓、小林 徹、矢板 毅、松岡 光昭、村山 憲弘、成田 弘一
    • 学会等名
      資源・素材2021(札幌)
  • [学会発表] 硝酸水溶液中の白金錯体の同定及びイオン交換樹脂を用いた分離法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木 智也、大坪 右京、尾形 剛志、塩飽 秀啓、小林 徹、矢板 毅、松岡 光昭、村山 憲弘、成田 弘一
    • 学会等名
      化学工学会第52回秋季大会

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公開日: 2022-12-28  

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