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2011 年度 実績報告書

レアメタル回収のためのテーラーメイド型三脚状分子を含有するイオン交換樹脂の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22560815
研究機関佐賀大学

研究代表者

大渡 啓介  佐賀大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70243996)

キーワードアルキルトリメチロール / レアメタル / イオン認識 / リサイクル / イオン交換 / 溶媒抽出
研究概要

H23年度は昨年度合成したトリメチロールデセンを基体とする2-ピリジル誘導体とリン酸誘導体による貴金属の抽出分離、および希土類金属の抽出を検討した。2-ピリジル誘導体は銀、パラジウム、白金に高い親和性を示すことが分かった。また、リン酸誘導体は希土類の相互分離に関してはそれほど良好な結果を示さなかったが、極めて高い抽出能力を示し、最もよく抽出されるルテチウムでは5M硝酸からでも50%抽出できることが分かった。また、今年度は新たにトリメチロールデセンを基体とするアミド誘導体、アミドピリジル誘導体、ジチオカーバメート誘導体を調製した。各誘導体はトリメチロールデセンか合成されるトリアミン誘導体を化学修飾して合成した。具体的には、アミド誘導体ではトリアミン誘導体にベンゾイルクロライドを反応させて、アミドピリジル誘導体では2-ピリジンカルボニルクロライドを反応させて、ジチオカーバメート誘導体では二硫化炭素を反応させてそれぞれの誘導体を合成した。これらの抽出試薬を用いると、アミド誘導体とアミドピリジル誘導体では銀、パラジウム、白金を選択的に抽出し、ジチオカーバメート誘導体では亜鉛に対してカドミウムを選択的に抽出できることが分かった。また、対照化合物として三脚のうち二脚のないモノ誘導体と比較して、これら誘導体は著しく高い抽出能力を有していることが明らかとなった。特に、ジチオカーバメート誘導体ではモノ類縁体よりも高い選択性を示したことから、構造的寄与が発現していると考えられる。ピリジル誘導体を含浸した樹脂では、水相への抽出剤の漏出が抑えられなかったため、含浸樹脂としての利用が難しいことが明らかとなった。

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

ノネニルトリメチロールを母体とするピリジル誘導体、リン酸誘導体、アミド誘導体、アミドピリジル誘導体、ジチオカーバメート誘導体などが合成できており、これらの化合物による貴金属や希土類金属といったレアメタルの抽出分離挙動について検討が成され、非常に高い抽出性能が見出されている。また、ジチオカーバメート誘導体では対照となるモノ類縁体よりも極めて高いカドミウム選択性が見出され、講造効果の発現が明らかとなった。

今後の研究の推進方策

今年度合成した化合物をアンバーライトXAD-7などの多孔性樹脂に含浸することにより、含浸樹脂を合成する。合成した含浸樹脂を吸着剤として利用することで様々なレアメタルの吸着挙動を検討する。抽出挙動を反映する結果となることが予想され、非常に高い抽出性能や効率的な分離挙動が予想される。また、引き続き、アルケニルトリメチロールを母体とする抽出試薬についても開発を続ける。また、含浸樹脂として利用できない抽出試薬については、アルケニル基や重合基の導入を試みる。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (9件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Selective Extraction of Precious Metal Ions with Novel Trident Molecules with Pyridyl Groups2012

    • 著者名/発表者名
      R.Yamaguma, A.Yamashita, H.Kawakita, T.Miyajima, C.Takemura, K.Ohto, N.Iwachido
    • 雑誌名

      Sep.Sci.Technol

      巻: 47 ページ: 1303-1309

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分離分析試薬としてのカリックスアレーン2012

    • 著者名/発表者名
      大渡啓介
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 61 ページ: 157-167

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Allosteric coextraction of sodium and metal ions with callx[4]arene derivatives 2 : First numerical evaluation for the allosteric effect on alkali metal extraction with crossed carboxylicacidtvpecalix[4]arenes2012

    • 著者名/発表者名
      T.Yoneyama, H.Sadamatsu, S.Kuwata, H.Kawakita, K.Ohto
    • 雑誌名

      Talanta

      巻: 88 ページ: 121-128

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aluminum Group Extraction with Benzoic Acid-Acetic Acid Crossed Type Callx[4]arene Derivatives2012

    • 著者名/発表者名
      M.Kawashima, H.Kawakital, K.Ohto, Y.Shiwa
    • 雑誌名

      Solv.Extr.Res.Dev., Jpn.

      巻: 18 ページ: 41-50

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and application of a highly efficient polyvinylcal ix[4]arene tetraacetic acid resin for adsorptive removal of lead from aqueous solutions2011

    • 著者名/発表者名
      B.B.Adhikari, M.Kanemitsu, H.Kawakita, Jumina, K.Ohto
    • 雑誌名

      Chem.Eng.J.

      巻: 172 ページ: 341-353

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Methylene crosslinked calix[6]arene hexacaarboxylic acid res in : a highly efficient solid phase extractant for decontamination of lead bearing effluents2011

    • 著者名/発表者名
      B.B.Adhikari, M.Gurung, H.Kawakita, K.Ohto
    • 雑誌名

      J.Haz.Mat.

      巻: 193 ページ: 200-208

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preorganized, cone-conformational calix[4]arene possessing four propylenephosphonic acids with high extraction ability and separation efficiency for trivalent rare earth elements2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ohto, T.Matsufuji, T.Yoneyama, M.Tanaka, H.Kawakita, T.Oshima
    • 雑誌名

      J.Incl.Phenom.Macrocycl.Chem.

      巻: 71(3,4) ページ: 489-497

    • 査読あり
  • [学会発表] Extractive separation of precious metals by using tripodal molecules with heterocycles2011

    • 著者名/発表者名
      R.Yamaguma, K.Ohto, H.Kawakita
    • 学会等名
      The 24th International Symposium on Chemical Engineering (ISChE)
    • 発表場所
      Hyundai Hotel, Gyungju, Korea
    • 年月日
      2011-12-03
  • [学会発表] リン酸型ホウキ分子による希土類金属の抽出・分離2011

    • 著者名/発表者名
      村島敬昌、大渡啓介、川喜田英孝
    • 学会等名
      2011年日本イオン交換学会・日本溶媒抽出学会連合年会(第30回溶媒抽出討論会)
    • 発表場所
      宮崎ホテルシーガイア
    • 年月日
      2011-11-25
  • [学会発表] 複素環型三脚状ホウキ分子を用いた貴金属の選択的抽出2011

    • 著者名/発表者名
      山隈龍馬、大渡啓介、川喜田英孝
    • 学会等名
      2011年日本イオン交換学会・日本溶媒抽出学会連合年会(第30回溶媒抽出討論会)
    • 発表場所
      宮崎ホテルシーガイア
    • 年月日
      2011-11-25
  • [学会発表] アミド型三脚状ホウキ分子を用いた貴金属の選択的抽出2011

    • 著者名/発表者名
      上田祐生、山隈龍馬、大渡啓介、川喜田英孝
    • 学会等名
      2011年日本イオン交換学会・日本溶媒抽出学会連合年会(第30回溶媒抽出討論会)
    • 発表場所
      宮崎ホテルシーガイア
    • 年月日
      2011-11-25
  • [学会発表] アミド型三脚状ホウキ分子による貴金属の選択的抽出2011

    • 著者名/発表者名
      上田祐生、川喜田英孝、大渡啓介
    • 学会等名
      第14回化学工学会学生発表会西日本大会
    • 発表場所
      宇部高専
    • 年月日
      2011-11-25
  • [学会発表] Extractive separation of rare earths with phosphoric acid type of trident molecule2011

    • 著者名/発表者名
      H.Murashima, H.Kawakita, K.Ohto
    • 学会等名
      The 6th Daegu University-Saga University Joint Symposium
    • 発表場所
      Deagu University, Korea
    • 年月日
      2011-11-01
  • [学会発表] 複素環型三脚状分子を用いた貴金属の抽出・分離2011

    • 著者名/発表者名
      山隈龍馬、犬渡啓介、川喜田英孝
    • 学会等名
      第29回九州分析化学若手の会夏季セミナー
    • 発表場所
      めかり山荘
    • 年月日
      2011-07-28
  • [学会発表] リン酸型ホウキ分子の合成、及び希土類金属の抽出・分離2011

    • 著者名/発表者名
      村島敬昌、山隈龍馬、大渡啓介、川喜田英孝
    • 学会等名
      第29回九州分析化学若手の会夏季セミナー
    • 発表場所
      めかり山荘
    • 年月日
      2011-07-28
  • [学会発表] Preparation of tripodal pyridyl compounds for precious metal extraction2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ohto, R.Yamaguma, H.Kawakita
    • 学会等名
      1st International conference on methods and materials for separation processes SEPARATION SCIENCE-THEORY AND PRACTICE 2011
    • 発表場所
      Verde Montana Hotel Kudowa Zdroj, Poland
    • 年月日
      2011-06-06
  • [図書] レアメタル・希少金属リサイクル技術の最先端2011

    • 著者名/発表者名
      大渡啓介(共著)
    • 総ページ数
      313
    • 出版者
      フロンティア出版
  • [備考]

    • URL

      http://saga-univ-chemical-engineering.jp/ohto/index.html

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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