液々2重界面を利用した新規物質分離マイクロカプセルの調製

希薄金属水溶液からの金属回収プロセスとして、近年、物質分離樹脂を用いたカラム操作が注目を浴びている。しかし、これまで開発されてきた分離樹脂は、選択性が低い或いは高価であるため、安価な高い物質選択性を有した分離樹脂の開発が望まれている。本研究では、水溶液を内包し多孔性疎水性膜を有するマイクロカプセルを調製した後、その細孔内に抽出試薬を含浸させることで疑似液膜型抽出マイクロカプセルとし、その物質分離特性を評価することを目的に実施した。溶媒抽出で使用されている抽出試薬は物質分離特性に優れ、高価ではあるが、細孔内に含浸させるだけなので少量で済み、安価な物質分離樹脂となる。本研究で調製した疑似液膜型抽出マイクロカプセルの概念図を右図に示す。調製条件を種々変化させ検討した結果、界面重合法によるナイロン膜および液中乾燥法によるポリスチレン膜の2重膜からなる直径1mm程度のマイクロカプセルを調製することに成功した。このマイクロカプセルを抽出試薬(TOA,D2EHPA)を溶解させたヘキサン溶液に分散させることで、その細孔に抽出試薬を含浸させ、疑似液膜型抽出マイクロカプセルを調製した。液温303Kで、TOAを含浸させた疑似液膜型抽出マイクロカプセルによる塩酸抽出を検討した結果、膜表面で塩酸正抽出、膜裏面で塩酸逆抽出が進行していることが確認できた。金属抽出・分離の例として、Zn(II)およびCu(II)の抽出特性を検討した結果(金属イオン濃度:100ppm)、外部水相中の塩酸濃度が高いほど抽出率は増加し、細孔に含浸した抽出試薬(TOA)の性質を反映していた。また、1.0M塩酸水溶液中では少量の抽出試薬でZn(II)を全て回収することができた。しかし、Cu(II)はさほど抽出しなかった。一方、D2EHPAを含浸させた疑似液膜型抽出マイクロカプセルによるTi(IV)の抽出を検討した結果、0.1M塩酸水溶液中で100%の抽出率を得ることができた。

希薄金属水溶液からの金属回収プロセスとして、近年、物質分離樹脂を用いたカラム操作が注目を浴びている。しかし、これまで開発されてきた分離樹脂は、選択性が低い或いは高価であるため、安価な高い物質選択性を有した分離樹脂の開発が望まれている。本研究では、水溶液を内包し多孔性疎水性膜を有するマイクロカプセルを調製した後、その細孔内に抽出試薬を含浸させることで疑似液膜型抽出マイクロカプセルとし、その物質分離特性を評価することを目的に実施した。溶媒抽出で使用されている抽出試薬は物質分離特性に優れ、高価ではあるが、細孔内に含浸させるだけなので少量で済み、安価な物質分離樹脂となる。本研究で調製した疑似液膜型抽出マイクロカプセルの概念図を右図に示す。調製条件を種々変化させ検討した結果、界面重合法によるナイロン膜および液中乾燥法によるポリスチレン膜の2重膜からなる直径1mm程度のマイクロカプセルを調製することに成功した。このマイクロカプセルを抽出試薬(TOA,D2EHPA)を溶解させたヘキサン溶液に分散させることで、その細孔に抽出試薬を含浸させ、疑似液膜型抽出マイクロカプセルを調製した。液温303Kで、TOAを含浸させた疑似液膜型抽出マイクロカプセルによる塩酸抽出を検討した結果、膜表面で塩酸正抽出、膜裏面で塩酸逆抽出が進行していることが確認できた。金属抽出・分離の例として、Zn(II)およびCu(II)の抽出特性を検討した結果(金属イオン濃度:100ppm)、外部水相中の塩酸濃度が高いほど抽出率は増加し、細孔に含浸した抽出試薬(TOA)の性質を反映していた。また、1.0M塩酸水溶液中では少量の抽出試薬でZn(II)を全て回収することができた。しかし、Cu(II)はさほど抽出しなかった。一方、D2EHPAを含浸させた疑似液膜型抽出マイクロカプセルによるTi(IV)の抽出を検討した結果、0.1M塩酸水溶液中で100%の抽出率を得ることができた。