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Synergistic extraction equilibrium of lanthanide(III) Ions with benzoylacetone and a neutral ligand in an ionic liquid

イオン液体系におけるベンゾイルアセトンと中性配位子を用いたランタノイド(III)イオンの協同効果抽出平衡

畠山 瑞央*; 西山 嘉男*; 永谷 広久*; 岡村 浩之  ; 井村 久則*

Hatakeyama, Mizuki*; Nishiyama, Yoshio*; Nagatani, Hirohisa*; Okamura, Hiroyuki; Imura, Hisanori*

イオン液体(IL)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([Bmim][Tf$$_{2}$$N])におけるベンゾイルアセトン(Hba)とトリオクチルホスフィンオキシド(TOPO)を用いた三価ランタノイドイオン(Ln(III))の協同効果抽出を検討した。TOPO存在下において、HbaによるLn(III)の抽出性は著しく向上した。三次元平衡解析により、各Ln(III)の抽出化学種の組成と抽出定数を求めたところ、HbaとTOPOによりすべてのLn(III)は、Ln(ba)$$_{2}$$(TOPO)$$_{2}$$$$^{+}$$やLn(ba)(TOPO)$$_{4}$$$$^{2+}$$といったカチオン性三元錯体として抽出されていることが示された。さらに、イオン液体中におけるカチオン性三元錯体の生成定数を算出し、Lu(ba)(TOPO)$$_{4}$$$$^{2+}$$が最も安定な錯体であることが明らかになった。

The synergistic extraction of trivalent lanthanide ions (Ln(III)) with benzoylacetone (Hba) and trioctyphosphine oxide (TOPO) in an ionic liquid (IL), 1-butyl-3-methyl-imidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide ([Bmim][Tf$$_{2}$$N]), has been investigated. The extractability of Ln(III) with Hba was significantly enhanced in the presence of TOPO. The composition and extraction constants of the extracted species for each Ln(III) were determined by 3-dimensional equilibrium analysis. It was found that all Ln(III) were extracted as cationic ternary complexes such as Ln(ba)$$_{2}$$(TOPO)$$_{2}$$$$^{+}$$ or Ln(ba)(TOPO)$$_{4}$$$$^{2+}$$ with Hba and TOPO. Furthermore, the formation constants of the cationic ternary complexes in the IL indicate that Lu(ba)(TOPO)$$_{4}$$$$^{2+}$$ is the most stable complex in the IL.

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分野:Chemistry, Multidisciplinary

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