Separation of lanthanide elements by ion recognition of polymer gel copolymerized with acidic phosphorus compound

酸性磷化合物共聚聚合物凝胶离子识别分离镧系元素

基本信息

  • 批准号:
    09650840
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.73万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1997
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1997 至 1998
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The extraction of lanthanide ion between an aqueous solution and a thermosensitive polymer gel, n-isopropylacrylamide (NIPA) gels copolymerized with 2-metacrloxyethylacidphospate (MR) was examined. This polymer gel shows a phase transition phenomena, that is, the structure of gel changes from swelling to shrinking with increasing temperature. The extraction equilibrium of lanthanide ions, La(III) and Sm(III), in an aqueous solution was measured batchwise. The distribution ratio, Kd, increased with increasing temperature. These metal ions can be extracted in the gel at the shrinking condition and cluted by the conformation change of polymer network from shrinking to swelling of gel with decreasing temperature.The extraction mechanism of lanthanide ion, which was estimated from the pH-dependency on Kd, was described simply asLn^<3+> + 3 RH <double arrow> LnR_3 + 3 H^+at both the shrinking and swelling conditions. The number of effective phosphorus molecules for the extraction of lanthanide ion, which was derived from the extraction constants at the shrinking and swelling conditions corresponded to about 80% of copolymerized phosphorus molecules at the shrinking condition and was reduced to about 30% at the swelling condition.The thermal swing tests were carried out to examine the possibility of practical use. It is important practically to maintain the extraction capability of gel in a long-term use. The temperature-dependency of Kd was maintained for repcating the extraction and elution by the thermal swing operation. These results suggest that the phase transition phenomena of thermosensitive gel is applicable to the extraction and elution operations of metal ion.
研究了稀土离子在温敏性高分子凝胶--N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)与2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯(MR)共聚凝胶--之间的萃取行为。这种聚合物凝胶表现出一种相变现象,即随着温度的升高,凝胶的结构由溶胀变为收缩。在水溶液中的镧系元素离子,La(III)和Sm(III)的萃取平衡进行了测定分批。分配比Kd随温度的升高而增大。在收缩条件下,这些金属离子都能被萃取到凝胶中,随着温度的降低,这些金属离子通过凝胶中聚合物网络的构象变化而被萃取,根据pH值对Kd的依赖性,可将其萃取机理简单地描述为Ln ^&lt;3+&gt; +3RH <double arrow>LnR_3 + 3 H^+。由收缩和膨胀条件下的萃取常数推导出萃取镧系离子的有效磷分子数,在收缩条件下相当于共聚磷分子的80%左右,在膨胀条件下减少到30%左右,并进行了热摆动测试以考察实际使用的可能性。在长期使用中保持凝胶的提取能力在实践中是重要的。通过变温操作重复提取和洗脱,保持Kd的温度依赖性。这些结果表明,温敏凝胶的相变现象适用于金属离子的萃取和洗脱操作。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
竹下健二、 中野義夫: "リン酸エステル構造を有する高分子ゲルによる希土類元素の抽出" 化学工学会第31回秋季大会講演要旨集. 第3分冊. 146 (1998)
Kenji Takeshita、Yoshio Nakano:“使用具有磷酸酯结构的聚合物凝胶提取稀土元素”化学工程师学会第 31 届秋季会议摘要第 3. 146 卷(1998 年)。
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
竹下健二, 松本史朗, 高島洋一: "二座配位有機リン酸化合物で膨潤した高分子ゲルによる希土類元素の多成分抽出" 化学工学シンポジウムシリーズ56. p.190-195 (1997)
Kenji Takeshita、Shiro Matsumoto、Yoichi Takashima:“使用双齿有机磷酸盐化合物膨胀的聚合物凝胶多组分萃取稀土元素”化学工程研讨会系列 56。第 190-195 页(1997 年)
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
竹下健二,中野義夫,松村達郎: "酸性リン酸化合物を導入した感温性高分子ゲルの相転移現象を利用したアクチノイド元素の抽出" 日本原子力学会 1999春の年会. M16-M16 (1999)
Kenji Takeshita、Yoshio Nakano、Tatsuro Matsumura:“利用含有酸性磷酸盐化合物的热敏聚合物凝胶的相变现象提取锕系元素”日本原子能学会1999年春季年会M16-M16(1999)。
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    0
  • 作者:
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Kenji Takeshita: "A Mathematical Model to Predict Extraction Behavior of Metal Ions Between a Polymer Gel and an Aqueous Phase" Solvent Extraction Ion Eschange. 17(in press). (1999)
Kenji Takeshita:“预测聚合物凝胶和水相之间金属离子萃取行为的数学模型”溶剂萃取离子交换。
  • DOI:
  • 发表时间:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
竹下健二、 中野義夫: "リン酸エステル構造を共重合した高分子ゲルの重金属イオン抽出能" 第17回日本溶媒抽出討論会講演要旨集. 19 (1998)
Kenji Takeshita、Yoshio Nakano:“磷酸酯结构共聚聚合物凝胶的重金属离子萃取能力”第 17 届日本溶剂萃取研讨会摘要 19 (1998)。
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    $ 1.73万
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