| 研究課題/領域番号 |
26410148
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
湯地 昭夫 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60144193)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | イオン交換樹脂 / 飽和吸着量 / イオン間相互作用 / 固相抽出 / 残存シラノール / 細孔径 / 濡れ / ODS |
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| 研究実績の概要 |
（1）交換容量の小さい3種類の弱塩基性陰イオン交換樹脂を合成し、その性能を評価した。遊離塩基量が1 mmol/gの樹脂ではいずれの酸も全く吸着しないのに対して、2-3 mmol/gの樹脂では過塩素酸を除く無機酸は、時間を要するものの完全に吸着した。過塩素酸イオンと塩化物イオンの間の選択係数の差は、遊離塩基量の小さい樹脂ほど高いことが明らかとなった。また、従来は信頼性の高い選択係数が得られていなかった過塩素酸イオンの選択係数を適切に測定する方法を創案し、強塩基性樹脂の性能とともに論文として投稿中である。
（２）陰イオン交換樹脂の内部体積の推定が完了したのを踏まえて、比較的大きい陰イオンによる交換の速度と平衡を解明している。疎水性の高い陰イオン（フェノール系およびスルホン酸系）ほど交換の速度が遅く、飽和交換率が低下する一方で、その親和性は高くなることが明らかになってきた。
（３）オクタデシルシリルシリカゲル（ODS)への有機試薬の保持を検討した結果、残存するシラノール基が①水素結合によってヘテロ原子を含む有機化合物を吸着する②シラノール基が酸解離して生ずるアニオンサイトがイオン対抽出の対イオンや空配位座への配位子として機能する③細孔径が小さいとODSの導入が困難となるために残存するシラノール基の量が増えて細孔中への水溶液の浸入を助けるために、実質的に稼働するODSを増加させ、見かけ上の分配が向上する④シラノール基が残っているとトリメチルシリル化をした場合に比べてODSの極性が高くなり、極性化合物の分配にも有利に働く、などが明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
（１）については、既に研究の結論を得て、論文を投稿中である。
（２）については、既に内部体積の見積もりを既に終えて、より詳細な形状の影響を検討する段階に達している。
（３）については、液体クロマトグラフィーの研究者の間でデメリットしか認識されてこなかった残存シラノールが、金属イオンの分離・濃縮を目的とする固相抽出法ではむしろ決定的な役割を果たしていることを見出している。
以上を総合して、当初の予定以上に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
（２）については、理論計算や物理化学的計測法などの独立の手段を用いて、これまでにえられた結論を補強していく。
（３）については、細孔径、修飾率、修飾材の種類（モノメリック、ポリメリック）などの異なる一連のODSについて系統的な測定を行って、その影響を定量的に示す。その上で、金属イオンの分離・濃縮を茂木とする固相抽出に最適なODS相を明確にして、提案する。その有用性を実際の応用例を確立することでを示す。
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