Selective extraction of Americium(III) over macroscopic concentration of Lanthanides(III) by synergistic system of TPEN and D2EHPA in 1-octanol

TPENとD2EHPAを用いるマクロ量の3価ランタノイドからの3価アメリシウムの選択的協同抽出

渡邉 雅之   ; Mirvaliev, R.*; 館盛 勝一; 竹下 健二*; 中野 義夫*; 森川 公私*; 近沢 孝弘*; 森 良平*

Watanabe, Masayuki; Mirvaliev, R.*; Tachimori, Shoichi; Takeshita, Kenji*; Nakano, Yoshio*; Morikawa, Koshi*; Chikazawa, Takahiro*; Mori, Ryohei*

TPEN(N,N,N',N'-tetrakis(2-methylpyridyl)-ethylenediamine)とD2EHPA(di(2-ethylhexyl)phosphoric acid)を用い、オクタノールを有機相とすることでマクロ量の3価ランタノイドから3価アクチノイドを選択的に協同抽出できることを示した。見かけ上の分離係数(Am(III)の分配比のEu(III)の分配比に対する比)は、80程度を示し、先にJensenらにより報告された錯生成度定数の差からの予測値とよく一致した。この選択的分離には、抽出剤のモル比が重要で、D2EHPA:TPEN=2:1のとき最も選択性が良いことを明らかにした。この協同抽出機構を明らかにするため、オクタノール中でTPEN単独系、及びTPENとD2EHPA共存系について吸光光度滴定を行い、Ln(III)と抽出剤との錯生成平衡を解析した。その結果、TPENはEu(III)に1分子配位した錯体[Eu(TPEN)]を生成し、さらにD2EHPAは[Eu(TPEN)]に2分子配位すること,オクタノール中でTPEN-D2EHPA及びEu(III)の混合配位子錯体はかなり安定に存在することなどを明らかにした。また、D2EHPAとTPENはオクタノール中で2:1のモル比で会合しており、このことも協同抽出において重要な要因であることを見いだした。

The synergistic extraction with N,N,N',N'-tetrakis(2-methylpyridyl)-ethylenediamine (TPEN) and di(2-ethylhexyl)phosphoric acid (D2EHPA) demonstrates a good selectivity for Am(III) over macro amount of Ln(III) in 1-octanol. The maximum apparent separation factor, which is defined as the ratio of the distribution ratio of Am(III) to that of Eu(III), is ca. 80 while the molar fraction between D2EHPA and TPEN is 2.0. This ratio is corresponding to the result of the spectrophotometric titration, which indicates that TPEN and D2EHPA form an aggregate in 1-octanol and two D2EHPA molecules coordinate to Eu(III) TPEN complex, [Eu(TPEN)]. In the present study, the association of D2EHPA and TPEN is one of the most important factors for the synergistic extraction and the complexation of TPEN and D2EHPA with Eu(III).