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2013 年度 実施状況報告書

レアメタル抽出能を有する天然物有機-無機複合材料の創成

研究課題

研究課題/領域番号 25410188
研究種目

基盤研究(C)

研究機関秋田大学

研究代表者

近藤 良彦  秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (00361238)

研究分担者 濱田 文男  秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40156401)
山田 学  秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90588477)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードレアメタル / シクロデキストリン / リサイクル / 有機・無機ハイブリッドポリマー
研究概要

本研究課題の目的は「シクロデキストリン-珪藻土複合ポリマーのレアメタル抽出能の検討」であり、特に1)ポリマー組成の解明、2)金属抽出機構の解明、3)新規複合ポリマーの合成を挙げている。本年度の研究計画として記載した各種シクロデキストリン‐無機複合ポリマーの合成は現在も継続中である。また、複合ポリマーの金属抽出能の検討については、β‐シクロデキストリン(β‐CyD)複合ポリマーにおいて、ポリマー合成時に重量比を変えたものを(β‐CyD:珪藻土=0.5:1,1:1,1:2)を合成し、TG-DTA測定およびSEM画像による表面観察を行った。TG-DATよりポリマー合成時の重量比が得られたポリマーの有機、無機の存在比に反映されていることを確認した。さらに、セシウム標準溶液(20ppm、30ml)を用いてセシウムイオン抽出における、添加量、抽出時間、pHの変化に伴う抽出能変化を見たところ、それぞれのポリマーで0.1g添加で90%以上の抽出能を示し、抽出時間ではすべて1分で90%程度の抽出能を示した。このことから、得られたポリマーは有機‐無機の組成比に関わらず、高効率の抽出能を示すことが判明した。一方、pH変化では1:2ポリマーがpH3以降で90%以上の抽出率を示したのに対し、その他ではpH4以降で抽出率が一定となった。このことから、珪藻土表面がシクロデキストリンのポリマー化により改質され、セシウムに対する抽出能を示していると推測される。
また、新規シクロデキストリン誘導体ポリマーの合成は窒素を含む直鎖官能基の導入とベンゼン環を導入した2種類の誘導体を用いたポリマーの合成に成功し、TG-DTAおよびSEM観察を行い構造の確認を行っているところである。

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

平成25年度はα、β、γ‐シクロデキストリン‐無機複合ポリマーの合成を行う計画であったが、α、γ‐シクロデキストリン‐無機複合ポリマーの合成には至らなかった。しかし、β-シクロデキストリン‐無機複合ポリマーのセシウムイオン吸着能の検討は順調に進行している。また、新規シクロデキストリン誘導体のポリマー化では当初の計画より進行し、平成25年度では2種類のポリマーの合成に成功している。これらの結果より達成度はおおむね順調に進行していると判断する。

今後の研究の推進方策

現在まで本研究課題の進捗はおおむね順調に進呈しているため、研究計画において大きな変更は必要がないと判断する。
平成26年度以降は、昨年度の研究成果であるβ‐シクロデキストリン‐無機複合ポリマーの金属抽出検討をレアメタルまで展開し、さらなるデータの蓄積を進めある。さらに、α、γ‐シクロデキストリン‐無機複合ポリマーの合成を実施し、物性や金属抽出挙動の検討を進めていく。さらに合成に成功した新規シクロデキストリン誘導体を用いた複合ポリマーでも同様の検討を進め、レアメタル抽出挙動の検討を進めていく。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Dimethylthocarbamoyl -Modified Thiacalix[n]arenes for Selective Pd(II)-Ion Extraction2014

    • 著者名/発表者名
      Muniyappan Rajiv Gandhi, Manabu Yamada, Yoshihiko Kondo, Ryo Sato and Fumio Hamada
    • 雑誌名

      Ind. Eng. Chem. Res.

      巻: 53 ページ: 2559-2565

    • DOI

      org/10.1021/ie404161s

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A 3D supramolecular network assembly based on thiacalix[4]arene by halogen-halogen, CH-Br, CH-π, and S-π interactions2013

    • 著者名/発表者名
      Manabu Yamada, Yuji Ootashiro, Yoshihiko Kondo, Fumio Hamada
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 54 ページ: 1510-1514

    • DOI

      org/10.1016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metal Extraction capability for hybrid polymers consisted of β-cyclodextrin and diatomite2013

    • 著者名/発表者名
      Munkhtuya Ulzii, Yoshihiko Kondo, Manabu Yamada, and Fumio Hamada
    • 雑誌名

      Int. J. Soc. Mater. Eng. Resour.

      巻: 19(1) ページ: 32-36

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supramolecular assemblies with water-soluble p-sulfonatothiacalix[6]arene lanthanide complexes: one-dimensional ‘ladder-type’ coordination polymers and one-dimensional hydrogenbonded polymers2013

    • 著者名/発表者名
      Manabu Yamada, Fumio Hamada
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 15 ページ: 5703-5712

    • DOI

      10.1039/C3CE40431E

    • 査読あり
  • [学会発表] Adsorption Functionality Based on Hybrid Polymers Consisted of Cyclodextrin and Diatomite2013

    • 著者名/発表者名
      Fumio Hamada, Munkhtuya Ulzii, Shino Takagi, Manabu Yamada and Yoshihiko Kondo
    • 学会等名
      7th Asian Cyclodextrin Conference
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      20131127-20131129
    • 招待講演
  • [学会発表] Selective Extraction Profile of Rare Metals Based on Thiacalix[4]arene Derivatives2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Kondo, Manabu Yamada and Fumio Hamada
    • 学会等名
      7th International Conference on Materials Engineering for Resources
    • 発表場所
      秋田 日本
    • 年月日
      20131120-20131122
  • [学会発表] Metal Extraction Profile for Hybrid Polymers Consisted of β-cyclodextrin and Diatomite2013

    • 著者名/発表者名
      Munkhtuya Ulzii, Yoshihiko Kondo, Manabu Yamada and Fumio Hamada
    • 学会等名
      7th International Conference on Materials Engineering for Resources
    • 発表場所
      秋田
    • 年月日
      20131120-20131122
  • [学会発表] シクロデキストリン-珪藻土ハイブリットポリマーの金属抽出挙動2013

    • 著者名/発表者名
      近藤良彦・高木思野・山田 学・濱田文男
    • 学会等名
      第30回シクロデキストリンシンポジウム
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      20130912-20130913
  • [学会発表] Supramolecular Construction through the Halogen Bonding and Halogen-Halogen Interaction in the Thiacalixarene System2013

    • 著者名/発表者名
      Fumio Hamada, Manabu Yamada, Ryo Kanazawa
    • 学会等名
      12th International Conference on Calixarene(Calix2013)
    • 発表場所
      St. John’s NL, Canada
    • 年月日
      20130714-20130717
    • 招待講演
  • [学会発表] Highly Selective Extractability of Platinum Group Metals Based on New Thiacalix[4]arene Derivatives2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Kondo, Manabu Yamada and Fumio Hamada
    • 学会等名
      12th International Conference on Calixarene(Calix2013)
    • 発表場所
      St. John’s NL, Canada
    • 年月日
      20130714-20130717
  • [図書] シクロデキストリンの科学と技術 第11章修飾シクロデキストリンの工業的展開2013

    • 著者名/発表者名
      近藤良彦、濱田文男
    • 総ページ数
      314
    • 出版者
      シーエムシー出版

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公開日: 2015-05-28  

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