選択的なイオン結晶形成に基づく白金族金属の選択回収と多孔質触媒創製

本研究では，白金族金属の塩化物錯アニオンと第一級アミン化合物がイオン結晶を形成することを利用し，新たな金属回収法を開発するとともに，イオン結晶の焼成により高活性な多孔質触媒の作製を行うことを目的とする。令和４年度は，イリジウム含有イオン結晶の焼成による多孔質酸化イリジウム作製について詳細に検討を行った。焼成温度をコントロールすることで，イリジウムの酸化状態および結晶性を変化させることが可能であった。電気化学測定により，得られた多孔質酸化イリジウム触媒の酸素発生触媒能を評価したところ，非常に低い過電圧を示すことが判明した。優れた酸素発生触媒能を示すことが知られている市販の酸化イリジウム触媒よりも優れた性能であることも明らかとなった。さらに，イリジウム含有イオン結晶をカーボンブラックと混合させてから焼成することで，カーボン担持酸化イリジウム触媒が作製できることが判明した。この触媒は，多孔質酸化イリジウム触媒よりも比表面積が大きく，少量でも優れた酸素発生触媒能を示すことが明らかとなった。白金族金属以外のレアメタルについて，第一級アミン化合物による回収が可能かどうかを検討したところ，レニウムの沈殿回収が可能であることが判明した。レニウムのリサイクル時に共存するアルミニウムやバナジウム，コバルト，ニッケルといった金属を含む塩酸溶液から，芳香族第一級アミン化合物を沈殿剤として用いることで，レニウムのみを選択的かつ定量的に沈殿回収できることが明らかとなった。

本研究では，白金族金属の塩化物錯アニオンと第一級アミン化合物がイオン結晶を形成することを利用し，新たな金属回収法を開発するとともに，イオン結晶の焼成により高活性な多孔質触媒の作製を行うことを目的とする。令和４年度は，イリジウム含有イオン結晶の焼成による多孔質酸化イリジウム作製について詳細に検討を行った。焼成温度をコントロールすることで，イリジウムの酸化状態および結晶性を変化させることが可能であった。電気化学測定により，得られた多孔質酸化イリジウム触媒の酸素発生触媒能を評価したところ，非常に低い過電圧を示すことが判明した。優れた酸素発生触媒能を示すことが知られている市販の酸化イリジウム触媒よりも優れた性能であることも明らかとなった。さらに，イリジウム含有イオン結晶をカーボンブラックと混合させてから焼成することで，カーボン担持酸化イリジウム触媒が作製できることが判明した。この触媒は，多孔質酸化イリジウム触媒よりも比表面積が大きく，少量でも優れた酸素発生触媒能を示すことが明らかとなった。白金族金属以外のレアメタルについて，第一級アミン化合物による回収が可能かどうかを検討したところ，レニウムの沈殿回収が可能であることが判明した。レニウムのリサイクル時に共存するアルミニウムやバナジウム，コバルト，ニッケルといった金属を含む塩酸溶液から，芳香族第一級アミン化合物を沈殿剤として用いることで，レニウムのみを選択的かつ定量的に沈殿回収できることが明らかとなった。