ランタノイド-シュウ酸フレームワークによる有害イオンの選択的除去

Ion selective removal of hazardous ions by Lanthanide-oxalate frameworks

南川 卓也 ; 関根 由莉奈   ; 山田 鉄兵*

Nankawa, Takuya; Sekine, Yurina; Yamada, Teppei*

有害金属や放射性元素による汚染は世界中で問題となっており、汚染物質の効率的な除去方法の確立が求められている。本研究では、配位子とテルビウムからなる配位高分子(Terbium Oxalate Framework: TOF)を活用し、イオンを選択的かつ可逆的に吸着する材料の開発を行なった。開発したTOFのPb吸着性能は、最大吸着容量(Qmax)と分配係数(Kd)で評価される。TOFのQmaxは276mg gであり、一般的な吸着剤であるゼオライト等と比べても非常に大きな値を示した。また、Kdは、6.710cm gであり、一般的に10cm g以上の分配係数があれば吸着性能が高いとされるKdの数値を超えている。またこの吸着剤は、多数のイオンが混合した溶液からでも鉛を非常に選択的に分離することから、非常高い鉛選択性を持つ。更に、TOFに吸着したPbは高濃度のNHClを添加すると平衡反応で脱着できる。これらから、TOFは廃棄物からPbを選択に分離回収できる可能性が示されており、非常に有効な鉛除去剤となる可能性が示された。

Clean water resources are becoming increasingly limited and advances in toxic ion removal technology are essential. Sorption using adsorbent materials have been used to remove toxic ions from water. However, the ion selectivity and absorption capacity of these materials still need to be improved to clean up water more effectively and sustainably. In this study, we synthesized a metal organic frameworks consisting of terbium and oxalate (TOF) and the ion absorptivity of the TOF was investigated by sorption tests. The crystal structure of the TOF before and after ion adsorption provided useful insights into the ion selectivity of the adsorbent.