三価ランタノイドのイオン液体キレート抽出におけるイオン液体アニオン側鎖の効果

Effect of side chain in ionic liquid anion on ionic liquid chelate 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は、金属イオンがカチオンであることから、ILアニオンが金属イオンに作用し、抽出に影響を与えていると考えられるが、ILアニオンの構造効果についてはあまりよくわかっていない。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アニオン側鎖の効果を検討した。ILアニオンの側鎖長nの偶奇によって抽出錯体の種類が異なることがわかった。ILアニオンの側鎖長によって、錯体に対するILの溶媒和の効果が異なることが原因であると考えられた。ILアニオンの側鎖は、抽出される錯体への溶媒和に影響し、抽出機構に関係してい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 composing an IL. In the solvent extraction of metal ions, it is considered that IL anions affect extraction by the interaction IL anions and metal ions. However, the structural effect of the IL anions on extraction is hardly clarified. In this study, the effect of the side chain of the IL anions on the IL chelate extraction of trivalent lanthanoids using 2-thenoyltrifluoroacetone was investigated. Four 1-butyl-3-methylimidazolium bis(perfluoroalkanesulfonyl)imides with different carbon number of side chain n (n = 1-4) were synthesized and used as extraction solvents. When n was even, the extracted species were different from those when n was odd. This result was considered to be due to the different IL solvation effects on the extracted complexes depending on n. It was implied that the side chain in the IL anions was involved in the extraction mechanism by affecting solvation of extracted complexes.