Development of new inorganic-biomass adsorbents using sol-gel method and establishment of innovative separation process for critical metals

利用溶胶-凝胶法开发新型无机生物质吸附剂并建立关键金属的创新分离工艺

• 批准号: 23360405
• 负责人: BABA YOSHINARI
• 金额: $ 11.81万
• 依托单位: University of Miyazaki
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23360405/
• 关键词: 廃棄物再資源化; 環境材料; 反応・分離化学; 分子認識; 環境技術; ゾル・ゲル法; キトサン誘導体/シリカ; レアメタル; 貴金属; 鋳型吸着材; パーフュージョンクロマト; ハイブリッド; 高選択的吸着材; キトサン/シリカ; 吸着

New adsorbents using chitosan with the primary amine and lignin with phenolic and hydroxyl groups were developed to elucidate the relationship between their chemical structures and selectivity for critical metals. We also found that the adsorbents prepared by the ion-imprinting method were able to recognize not the ion-size of target metal ion but its complex structure. The hybrid adsorbents of silica/chitosan derivatives with through-pores also were obtained by cross-linking the chitosan derivatives with silica (TEOS) using the sol-gel method. The hybrid adsorbents exhibited the high selectivity for precious metals while those on lignin exhibited the selective adsorption for base metals such as Pb, Cd and Zn. Silica/chitosan derivatives achieved the space velocity (SV) of 50-500 folds over the conventional SV in column method. Chitosan-coated filter was also prepared by a dipping method, and selective recovery of In over Ga from industrial wastes was established using this filter.

开发了使用具有伯胺的壳聚糖和具有酚和羟基的木质素的新吸附剂，以阐明它们的化学结构与对关键金属的选择性之间的关系。我们还发现，用离子印迹法制备的吸附剂能够识别的不是目标金属离子的离子大小，而是其复杂的结构。采用溶胶-凝胶法将壳聚糖衍生物与二氧化硅（TEOS）交联，得到了具有通孔的二氧化硅/壳聚糖衍生物杂化吸附剂。复合吸附剂对贵金属表现出较高的选择性，而木质素上的复合吸附剂对Pb、Cd和Zn等贱金属表现出较高的选择性吸附。硅胶/壳聚糖衍生物在柱法中的空速（SV）比常规SV高50-500倍。壳聚糖涂层过滤器也制备了浸渍法，并建立了选择性回收铟镓工业废料中使用此过滤器。

项目成果

「レアメタル・希少金属リサイクル技術の最先端」(分担)キチン・キトサンを活用したレアメタル回収のための吸着材の開発とその工学的応用

《稀有金属/稀有金属回收技术前沿》（合作伙伴）甲壳素/壳聚糖稀有金属回收吸附剂的开发及其工程应用

• 发表时间: 2011
• 作者: 永見亮介;羽原英明;馬場由成
• 通讯作者: 馬場由成

アミン類を固定化したシリカ誘導体の合成と塩酸溶液からの貴金属イオンの吸着特性

固定胺二氧化硅衍生物的合成及其对盐酸溶液中贵金属离子的吸附性能

• 发表时间: 2013
• 期刊: 環境資源工学
• 作者: 佐々木雄史;大島達也;馬場由成
• 通讯作者: 馬場由成

Synthesis of Phosphonic Acid and Selective Extraction of Indium(III) and Gallium(III) from Acidic Media Containing Zinc(II)

膦酸的合成及从含锌(II)酸性介质中选择性萃取铟(III)和镓(III)

• 发表时间: 2011
• 期刊: Solvent Extraction Research and Development Japan
• 作者: A.Koshimato;T.Oshima;K.Ohto;Y.Baba
• 通讯作者: Y.Baba

Selective adsorption of bioethanol on activated carbons prepared from lignin

木质素活性炭选择性吸附生物乙醇

• 发表时间: 2011
• 期刊: The 3rd Asia-Oceania Conference on Green and Sustainable Chemistry
• 作者: S.Maeda;Y.Baba
• 通讯作者: Y.Baba

ｼﾞﾋﾟﾘｼﾞﾙﾒﾁﾙｱﾐﾝを配意子とするｼﾘｶ吸着材の合成と貴金属吸着特性

以二吡啶甲胺为配体的二氧化硅吸附剂的合成及贵金属吸附性能

• 发表时间: 2012
• 作者: 佐々木雄史;大島達也;馬場由成
• 通讯作者: 馬場由成