イオン液体アニオン側鎖長が及ぼす三価ランタノイドの抽出への影響

Effect of side chain length in ionic liquid anion on extraction of trivalent lanthanoids

江口 綾乃 ; 岡村 浩之   ; 杉田 剛   ; 上田 祐生   ; 森田 耕太郎*; 下条 晃司郎   ; 長縄 弘親  ; 平山 直紀*

Eguchi, Ayano; Okamura, Hiroyuki; Sugita, Tsuyoshi; Ueda, Yuki; Morita, Kotaro*; Shimojo, Kojiro; Naganawa, Hirochika; Hirayama, Naoki*

イオン液体(IL)はカチオンとアニオンの組合せを変えることで物性を調節できる。金属イオンの溶媒抽出において、ILカチオンの構造やアルキル鎖長を変化させると抽出性に大きな影響を与えることが知られているが、ILアニオンの構造効果についてはほとんど明らかになっていない。そこで本研究では、抽出溶媒としてILアニオン側鎖の炭素数が異なる4種類(n = 1-4)のILを合成し、2-テノイルトリフルオロアセトンによる三価ランタノイドのILキレート抽出におけるILアニオン側鎖長の効果を検討した。アニオン側鎖長nが偶数のILにおいては、側鎖長nが奇数のILやヘキサフルオロリン酸イオンをアニオンとするILとは異なる化学種が抽出されており、ILアニオンの側鎖長には抽出化学種を制御する効果があることが示唆された。

Physical and chemical properties of ionic liquids (ILs) can be tuned by changing the combination of an anion and a cation. In the solvent extraction of metal ions, it is well known that the structure and alkyl chain length of the IL cation have a great effect on the extractability. However, the structural effect of the IL anion on the extractability is hardly clarified. In this study, the effect of the side chain length of the IL anion on the IL chelate extraction of trivalent lanthanoids using 2-thenoyltrifluoroacetone was investigated. Four 1-butyl-3-methylimidazolium bis(perfluoroalkanesulfonyl)imides with different side chain lengths (n = 1-4) were synthesized and used as extraction solvents. When using ILs which side chain lengths n were even (n = 2, 4), the extracted species were different from those when using ILs that n were odd (n = 1, 3) and the IL having hexafluorophosphate anion. It was, therefore, implied that the extracted species can be controlled by the side chain length of the IL anion.