ゾルーゲル法によるシリカ/抽出剤ハイブリッド膜の合成と貴金属の高選択的能動輸送

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550751
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 馬場 由成 宮崎大学, 工学部, 教授 (20039291)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大榮 薫 宮崎大学, 工学部, 助手 (00315350)
• Keywords: ナノテクノロジー / 分離固体膜 / 有機 / 無機ハイブリッド膜 / 貴金属回収技術 / 能動輸送 / 新規抽出剤 / 貴金属センサー / 膜分離機構

Research Abstract

本研究の目的は、新たなキレート固体膜開発のためにゾルーゲル法を利用したメソポアシリカ/抽出剤ハイブリッド固体膜の合成を行い、白金族金属の選択的透過機構を解明し、ハイブリッド固体膜の細孔構造と分離特性との関係とその最適化、および能動輸送の発現機構のメカニズムを明らかにすることにある。最近、我々は白金に対するパラジウムの高い選択性を有する抽出剤を開発した。今年度は、本抽出剤を無機/有機ハイブリッド固体膜にencapsulatedするためにゾルーゲル法によるシリカ膜を調製した。膜分離の特性は、供給相側で吸着が起こり、金属イオンの取り込みが行われる。一方、受容相側では膜内を拡散してきた金属イオンの脱離が起こり、総括的に膜による金属イオンの移動が観測されることになる。そこで本研究では、ゾルーゲル法により抽出剤が固定化されたシリカ膜を調製し、まず塩酸溶液および硝酸アンモニウム水溶液からの金属イオンの吸着選択性および吸着・脱離平衡について検討した。その結果、本シリカ膜1Mの硝酸アンモニウム溶液および塩酸からの吸着では、銅、コバルト、ニッケル、鉄などのベースメタルはほとんど吸着されず、金(III)、パラジウム(II)のみを高選択的に吸着した。これらは1Mのチオ尿素-塩酸溶液により、金(III)およびパラジウム(II)の脱離が観測された。
現在、今年度合成した抽出剤/ポリシロキサン膜による金の膜分離について検討している。その結果、膜による金の能動輸送も観測され、その実用化に向けての興味ある基礎データも蓄積されつつある(「研究発表」を参照)。さらに、抽出剤/ポリシロキサン膜による金の膜分離について、2004年の8月に開催が予定されている環太平洋地区の化学工学の国際学会(10^<th>APCCHE)で発表する予定である。

Research Products

• [Publications] Yoshinari Baba, Kaoru Ohe, Shigeo Nakamura: "Molecularly Imprinted Mesoporous Silicas for the Separation of Metal Ions by Sol-Gel Method"Journal of Ion Exchange. 14. 161-164 (2003)
• [Publications] Minako Iwakuma, Shigeo Nakamura, Yoshinari Baba: "Solvent Extraction of Precious Metals with o-(2-Ethylhexylthio)aniline and N-Phenyl-N'-[o-(2-ethylhexylthio)phenyl]thiourea"Journal of Ion Exchange. 14. 353-356 (2003)
• [Publications] Shinji Kai, Katsuya Kaikake, Kaoru Ohe, Shigeo Nakamura, Yoshinari Baba: "Extraction Equilibrium of Copper(II) with N-Methyl-N'-[o-(2-ethylhexylthio)phenyl]-thiourea"Journal of Ion Exchange. 14. 381-384 (2003)