Development of functional ionic liquids for the highly effective membrane separation of critical metals

开发用于关键金属高效膜分离的功能性离子液体

• 批准号: 20J20464
• 负责人: 花田 隆文
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J20464/
• 关键词: イオン液体; レアメタル; リサイクル; 深共晶溶媒; 膜分離; 抽出; 浸出; 非水浸出; 溶媒冶金; 溶媒抽出

本研究では、有機溶媒を使用することなく高効率かつ選択的なレアメタル分離を達成する新規分離媒体を創製し、レアメタル１次資源や都市鉱山からのレアメタル分離回収法を開発することを目的する。これまでに、貴金属に高い親和性を示す新規イオン液体trioctyldodecylphosphonium chloride (P88812Cl)を包埋した高分子膜を開発し、最も高価な貴金属であるロジウムの膜分離を実現した。膜組成としてイオン液体・ポリマー・可塑剤の比率を最適化することにより、イオン液体を単独で用いる液液抽出では不可能であった鉄との高効率分離が可能となった。また、開発したレアメタル分離膜が自動車排ガス浄化触媒から金属を溶かし出した高濃度塩酸溶液からの白金、パラジウムおよびロジウムの相互膜分離に応用可能であることを示した。従来のリサイクル法においては、王水や塩酸などの強力な酸を用いる浸出工程で金属を水溶液中に溶かし出すことが必要であり、強酸・重金属を含む有害廃液の排出により環境負荷が極めて高いことが課題であった。本研究では貴金属に高い親和性を示すイオン液体を無機酸に替わる浸出溶媒として応用することを着想し、実際に白金などの貴金属を溶かし出すことができることを実証した。また、本技術を応用することで、有機溶媒と無機酸を不要とする革新的なレアメタルリサイクルプロセスを構築することに成功した。

This study aims to develop a new method for separation of organic solvents with high efficiency and separation of organic solvents. The high affinity of noble metals was demonstrated by the development of polymer membranes embedded with liquid trioctyldodecylphosphine chloride (P88812Cl), and the membrane separation of noble metals was realized. The membrane composition is optimized for the ratio of liquid to plastic, and the ratio of liquid to plastic is optimized for the ratio of liquid to plastic. The separation membrane can be used to separate platinum from high concentration sulfuric acid solution by automatic discharge, catalyst dissolution and separation. In the process of leaching, metals are dissolved in aqueous solutions, and the discharge of harmful solutions containing strong acids and heavy metals is an extremely high environmental load. In this study, the high affinity of noble metals was demonstrated by the use of mineral acids as leaching solvents and the dissolution of platinum as precious metals. This technology has been successfully applied to organic solvents and inorganic acids.

项目成果

疎水性深共晶溶媒による新規リチウムイオン電池リサイクルプロセスの構築

利用疏水性低共熔溶剂构建新型锂离子电池回收工艺

• 发表时间: 2021
• 作者: 花田隆文;後藤雅宏
• 通讯作者: 後藤雅宏

イオン液体をキャリアとする高分子包含膜によるロジウムの選択的分離

使用离子液体作为载体的聚合物封闭膜选择性分离铑

• 发表时间: 2020
• 作者: 花田隆文;吉田航;M. L. Firmansyah;久保田富生子;後藤雅宏;Kolev S. D.
• 通讯作者: Kolev S. D.

深共晶溶媒を用いた固液および液液抽出によるリチウム分離法の開発

低共熔溶剂固液萃取和液液萃取锂分离方法的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 花田隆文;後藤雅宏
• 通讯作者: 後藤雅宏

Selective recovery of gold from discarded cell phones by silk fibroin from Bombyx mori

利用家蚕丝素蛋白从废弃手机中选择性回收黄金

• DOI: 10.1016/j.bej.2022.108690
• 发表时间: 2022
• 期刊: Biochemical Engineering Journal
• 影响因子: 3.9
• 作者: Maghfirah Ainul;Minamihata Kosuke;Hanada Takafumi;Fajar Adroit T.N.;Goto Masahiro
• 通讯作者: Goto Masahiro

Transport of Rhodium(III) from Chloride Media across a Polymer Inclusion Membrane Containing an Ionic Liquid Metal Ion Carrier

• DOI: 10.1021/acsomega.0c00867
• 发表时间: 2020-05
• 期刊: ACS Omega
• 影响因子: 4.1
• 作者: Takafumi Hanada;M. L. Firmansyah;Wataru Yoshida;Fukiko Kubota;S. Kolev;M. Goto