Establishment of rare earth collection and desorption / recovery technology using interfacial film of polyguanamine derivatives containing cyclic moiety

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研究実施期間である2年である昨年度は，環状部位と，"剛直な"芳香族リンカー，または"柔軟な"脂肪族リンカー部位を持つポリグアナミン誘導体の単分子膜による，金属捕集能を気/水界面で実現した．先ず，Pd2+イオンの脱離挙動に関して，芳香族リンカー，または脂肪族リンカーを有する2種のポリグアナミン誘導体誘導体組織化膜に於いて，明確な差異を確認した．また，ポリグアナミン誘導体の組織化膜の形成から生じた環状部位は，平面配座ではなく，カップ状配座であることを明らかにした． 捕集金属イオンをCd2+にした場合，前出のPd2+と同じ価数であるが故，下相水からの捕集挙動において，各種誘導体の界面単分子膜の間に有意差は無かった．一方で，Na+やNd3+に価数が変わると捕集特性に変化が確認された．脱離挙動に於いて確認された差異の原因は，リンカー ユニットの置換による環状部位の傾斜角の変化と推定した．つまり環状部位の歪み角とイオン半径の組み合わせにより，捕集した金属カチオンが脱離しにくい構造が生じる場合があると推定された．更に，環状部分を含むポリグアナミン誘導体の界面膜が金属捕集に対して選択性を有することを実証した．加えて，捕集された金属種に依存する蛍光発光の選択性が確認された．ポリグアナミン誘導体の水面上単分子膜における金属捕集は，イオン半径と価数に応じて，下相水中に存在する金属カチオンに対して極端な選択性を示した．即ち，イオン半径が小さく価数の大きい金属カチオンが優先的に捕集される傾向にあることが確認された。 これは，典型的な金属脱離挙動と一致しており，脱着がより困難な陽イオンが優先的に捕集された．更に，環状部位でのカップ状配座の傾斜角は、捕集選択性と相関していた． 加えて，蛍光の発光と消光は，捕集した金属種に応じて大幅に変化した．