Synergistic ionic-liquid extraction for the selective separation of lanthanoids(III)

ランタノイド(III)の選択的分離のためのイオン液体協同効果抽出

岡村 浩之   ; 水野 正義*; 平山 直紀*; 下条 晃司郎   ; 長縄 弘親  ; 井村 久則*

Okamura, Hiroyuki; Mizuno, Masayoshi*; Hirayama, Naoki*; Shimojo, Kojiro; Naganawa, Hirochika; Imura, Hisanori*

溶媒抽出において、新たな機能性抽出媒体としてイオン液体が広く研究されている。我々は、三価ランタノイド(Ln(III))のイオン液体協同効果抽出を研究し、協同効果がLn(III)の選択的分離に有効であることを明らかにした。本研究では、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド系において、2-テノイルトリフルオロアセトンとトリオクチルホスフィンオキシドを用いたLn(III)のイオン液体協同効果抽出を検討し、協同効果について評価した。イオン液体系では、従来の有機溶媒系とは異なり、重希土選択的な協同効果が発現した。スロープ解析から、中性付加錯体とカチオン性三元錯体が抽出されることが示された。カチオン性三元錯体の付加錯体生成定数は、原子番号の増大とともに増加したことから、疎水性の高い荷電三元錯体の形成が重希土選択的な協同効果発現の要因であることが明らかになった。

Ionic liquids have been widely investigated as novel functional extraction media in solvent extraction. We have investigated the synergistic ionic-liquid extraction of lanthanoids(III) (Ln(III)), and revealed that the synergistic effect is effective for the selective separation of Ln(III). In this study, the synergistic ionic-liquid extraction of Ln(III) with 2-thenoyltrifluoroacetone and trioctylphosphine oxide in 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide was investigated to evaluate the synergistic effect. In the ionic liquid system, the synergistic effect on selective extraction for heavier Ln(III) was observed in contrast to the conventional organic solvent systems. The slope analysis indicated that the neutral adduct and the cationic ternary complexes are extracted. The adduct formation constant of the cationic ternary complex increased with an increase in the atomic number. These results indicate that the formation of hydrophobic charged ternary complexes is a main factor for the selective synergistic effect toward heavier Ln(III).