Extraction behavior of lanthanides using a diglycolamide derivative TODGA in ionic liquids

ジグリコールアミド型抽出剤を用いたイオン液体へのランタノイドの抽出挙動

下条 晃司郎   ; 倉橋 健介; 長縄 弘親  

Shimojo, Kojiro; Kurahashi, Kensuke; Naganawa, Hirochika

-tetra(-octyl)diglycolamide(TODGA)を用いたランタノイドの抽出挙動をイオン液体と一般有機溶媒で比較検討した。その結果、抽出媒体としてイオン液体を用いることでTODGAの抽出能力が前例にないほど、劇的に大きくなった。スロープ解析の結果、イオン液体中でランタノイドはTODGAと1:3錯体を形成し、カチオン交換反応を通じて抽出反応が進行していることが明らかとなった。さらに、通常TODGAは重希土に対して選択性を示すが、イオン液体を用いることでTODGAの選択性が大きく変化し、中希土に対して高い選択性を示すことが明らかとなった。

Liquid-liquid extraction of lanthanides from aqueous solutions into ionic liquids (ILs) has been investigated using -tetra(-octyl)diglycolamide (TODGA) as an extractant, and compared with that in the isooctane system. Application of ILs as extracting phase provided unprecedented enhancement of the extraction performance of TODGA for lanthanides compared with that of the isooctane system. Slope analysis confirmed that TODGA in ILs formed a 1:3 complex with La, Eu, or Lu. On the other hand, the molar ratios of species extracted into isooctane were 1:3 for La or 1:4 for Eu and Lu, depending on the atomic number of lanthanides. The transfer of lanthanides with TODGA into ILs proceeded via a cation-exchange mechanism, in contrast to ion pair extraction in the isooctane system. Furthermore, we clarified that TODGA provided the selectivity for middle lanthanides in the ILs systems, but heavier lanthanides in the isooctane system.