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

含环聚胍胺衍生物界面膜稀土收集与解吸/回收技术的建立

• 批准号: 21K05180
• 负责人: 藤森 厚裕
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05180/
• 关键词: 金属捕集; 界面膜; ポリグアナミン誘導体; 捕集選択性; 蛍光発光; レアアース; 環状部位; 配座転移; polyguanamine; metal collection; selectivity; interfacial monolayers; 組織化膜; 金属脱着

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．

去年，研究了两年的研究，使用带有循环位点和“刚性”芳族接头或“柔性”脂肪族接头站点的聚瓜胺衍生物的单层在气体/水界面上实现了金属收集能力。首先，在两个含有芳香族接头或脂肪族接头的两个聚鸟胺衍生物的结构化膜中，PD2+离子的解吸行为中观察到了明显的差异。此外，据揭示了由聚鸟胺衍生物的结构化膜形成产生的环状部分不是平面，而是类似杯子的构象。当将CD2+用作收集的金属离子时，价与上述PD2+相同，并且各种衍生物的界面单层之间在收集行为中与亚相阶段水的收集行为没有显着差异。另一方面，当价值变为Na+或ND3+时，确认了收集特性的变化。确认的消除行为差异的原因是由于接头单元的取代而导致环状位点的倾斜角变化。换句话说，据估计，应变角和环形位点的离子半径的组合可能会导致难以从收集的金属阳离子中去除的结构。此外，已经证明，包含环部分的聚鸟胺衍生物的界面膜对金属收集具有选择性。另外，确认荧光发射的选择性取决于收集的金属物种。根据离子半径和价，在下层水中存在的金属衍生物表面的单层中的金属收集表现出对存在的金属阳离子的极端选择性。也就是说，已经证实，具有小离子半径和较大价的金属阳离子倾向于优先收集。这与典型的金属脱附行为一致，更难脱骨的阳离子是优先收集的。此外，环形位点的杯状构象的倾斜角与收集选择性相关。另外，荧光发射和淬火明显变化，具体取决于收集的金属物种。

项目成果

Correlation between Chirality and Spherical Particle Formation Related to the Loss of Function of Thixotropic Additive Molecules

• DOI: 10.1002/slct.202200918
• 发表时间: 2022-07
• 期刊: ChemistrySelect
• 影响因子: 2.1
• 作者: Yuki Mashiyama;Yuka Hasunuma;A. Fujimori

Solvent Selectivity in Helical/Linear Nanofiber-Derived Gelation Imparted by Chiral/Achiral Thixotropic Additive Molecules

手性/非手性触变添加剂分子赋予螺旋/线性纳米纤维凝胶化中的溶剂选择性

• DOI: 10.2115/fiberst.2023-0013
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Fiber Science and Technology
• 影响因子: 0.6
• 作者: Y. Mashiyama;Y. Hasunuma;A. Fujimori
• 通讯作者: A. Fujimori

Activity Maintenance Characteristics and Protease Adsorption on Langmuir Monolayer of Organo‐Modified Single‐Walled Carbon Nanotubes

有机改性单壁碳纳米管Langmuir单层的活性维持特性及蛋白酶吸附

• DOI: 10.1002/slct.202100862
• 发表时间: 2021
• 期刊: ChemistrySelect
• 影响因子: 2.1
• 作者: Almarasy Ahmed A.;Yamada Yuna;Mashiyama Yuki;Maruyama Haruka;Kimura Yusuke;Fujimori Atsuhio
• 通讯作者: Fujimori Atsuhio

ジアミド系チキソトロピー性添加剤分子による溶媒ゲル化の選択性とナノ繊維成長形態

二酰胺基触变添加剂分子的溶剂凝胶选择性和纳米纤维生长形态

• 发表时间: 2022
• 作者: Akita Munetaka;Tanaka Yuya;田中有弥，松浦 寛恭，田雑 友貴，栢口 英之，石井 久夫;山岸 由衣，菊地 七夏太，藤森 厚裕;蓮沼 優香，増山 裕貴，藤森 厚裕
• 通讯作者: 蓮沼 優香，増山 裕貴，藤森 厚裕

炭化水素系くし形共重合体とフッ素化トリアジン誘導体の二次元膜中での相分離形態制御

烃梳型共聚物和氟化三嗪衍生物二维膜相分离形态的控制

• 发表时间: 2022
• 作者: Wang Yizhou;Yamada Shigeyuki;Konno Tsutomu;塩田 祥貴，藤森 厚裕
• 通讯作者: 塩田 祥貴，藤森 厚裕