緻密な分子設計により調製した金属カチオン担持型吸着剤によるアニオンの選択的除去

小型家電や電子基板から成る都市鉱山からのレアメタル回収のために、共存する有害アニオンの選択的除去が必要である。カチオンと異なりアニオンの選択的分離剤は限定的である。これはアニオンに有効な官能基が限定的であるためである。本研究では緻密に分子設計を行った上で、配位子は強固かつ選択的に電荷を中和せず配位数も満たさずに多価カチオンを担持してアニオンを吸着する『金属カチオン担持型アニオン吸着剤』を提案した。具体的な実績として、金属イオンに対して超強力な錯形成能を有することが期待される有機ジホスホン酸配位子を合成した。錯形成する金属イオンの電荷を完全に中和しないために、有機ジホスホン酸配位子には立体障害の高い側鎖を導入している。多価金属イオンとして３価の希土類金属イオンや第二鉄イオン、4価のイオンとしてジルコニウムイオンについての抽出挙動について、抽出速度、pH依存性、逆抽出の観点から検討した。また、研究分担者に協力いただき乳化重合法により有機ジホスホン酸配位子を組み込んだ吸着剤を新たに合成し、リン酸の導入、水への溶解性、耐久性などの各種物性を調べた。また、希土類金属イオンの吸着挙動について、吸着速度、pH依存性、飽和吸着量、脱着などの観点から検討を行った。さらに、対象有害アニオンとしてクロム酸イオンの吸着挙動について検討を行った。アニオンの選択性などについては今後検討していき予定であるが、合成した吸着剤がクロム酸アニオンの吸着に有効であることが明らかとなった。

小型家電や電子基板から成る都市鉱山からのレアメタル回収のために、共存する有害アニオンの選択的除去が必要である。カチオンと異なりアニオンの選択的分離剤は限定的である。これはアニオンに有効な官能基が限定的であるためである。本研究では緻密に分子設計を行った上で、配位子は強固かつ選択的に電荷を中和せず配位数も満たさずに多価カチオンを担持してアニオンを吸着する『金属カチオン担持型アニオン吸着剤』を提案した。具体的な実績として、金属イオンに対して超強力な錯形成能を有することが期待される有機ジホスホン酸配位子を合成した。錯形成する金属イオンの電荷を完全に中和しないために、有機ジホスホン酸配位子には立体障害の高い側鎖を導入している。多価金属イオンとして３価の希土類金属イオンや第二鉄イオン、4価のイオンとしてジルコニウムイオンについての抽出挙動について、抽出速度、pH依存性、逆抽出の観点から検討した。また、研究分担者に協力いただき乳化重合法により有機ジホスホン酸配位子を組み込んだ吸着剤を新たに合成し、リン酸の導入、水への溶解性、耐久性などの各種物性を調べた。また、希土類金属イオンの吸着挙動について、吸着速度、pH依存性、飽和吸着量、脱着などの観点から検討を行った。さらに、対象有害アニオンとしてクロム酸イオンの吸着挙動について検討を行った。アニオンの選択性などについては今後検討していき予定であるが、合成した吸着剤がクロム酸アニオンの吸着に有効であることが明らかとなった。