窒素ドナー配位子を導入した新規感温性高分子ゲルによるAm(III)/Eu(III)分離

Separation of americium(III) and europium(III) by thermosensitive polymer gel copolymerized with N-donor ligand

松村 達郎  ; 竹下 健二*; 中野 義夫*

Matsumura, Tatsuro; Takeshita, Kenji*; Nakano, Yoshio*

本研究では、感温性ゲルの体積相転移現象に伴う高分子ネットワークの構造変化によって抽出・逆抽出を行う新しい分離系の提案を行う。実験では、まずNIPAに架橋剤としてTPEN誘導体であるTPPENを導入することによって新規な感温性ポリマーゲルであるTPPEN-NIPAゲルを合成した。Am(III), Eu(III)の抽出実験の結果、Am(III)はゲルが膨潤状態である5Cにおいて選択的に抽出され、収縮状態となる40Cにおいて放出された。この時の分離係数は5Cにおいて約18であり、膨潤状態から収縮状態への体積相転移に伴ってAm(III)の分配比は1/50に減少した。また、Am(III)の模擬としてCd(II)を用いた温度スイング抽出繰り返し試験の結果、抽出と放出は、温度スイング操作に伴って安定に繰り返されることが明らかとなった。これらの結果は、TPPEN-NIPAゲルを用いた温度スイング抽出によって、Am(III)をランタノイドから効果的に分離することができることを示唆しており、抽出,逆抽出に試薬を加える必要のない、新規な分離系の構築の可能性を示している。

Extraction separation of Am(III) and Eu(III) was examined by the thermal-swing extraction technique using a thermosensitive gel, poly-NIPA crosslinked with a TPEN derivative, TPPEN. Am(III) was extracted selectively in the gel swollen at 5 C and released from the gel shrunken by increasing temperature to 40 C. The separation factor of Am(III) over Eu(III), which was defined as the ratio of the distribution ratio of Am(III) to that of Eu(III), was given as about 18 at the swelling state of gel (5 C) and the distribution ratio of Am(III) was reduced to about 1/50 by the volume phase transition from the swelling state (5 C) to the shrinking one (40 C). The repetition test for the thermal swing extraction of a soft metal ion, Cd(II), which was used as a substitute of Am(III), was carried out. The extraction and release of Cd(II) was repeated three times stably by the temperature swing between 5 C and 40 C. These results suggest that Am(III) can be separated and recovered effectively from Eu(III) in nitrate aqueous solution by the thermal-swing extraction technique using TPPEN-NIPA gel.