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佐々木 祐二; 森田 圭介; 佐伯 盛久*; 久松 修吾*; 吉塚 和治*
Proceedings of 21st International Solvent Extraction Conference (ISEC 2017) (Internet), p.131 - 134, 2017/11
ソフト,ハードドナーを含む3つの3座配位系抽出剤を開発した(TODGA, MIDOA, TDGA)。エーテル酸素を持つTODGAはハード金属、エーテル位に窒素を持つMIDOAはソフト金属とオキシアニオン、またエーテル位にイオウを持つTDGAはソフト金属を抽出できる。我々はTODGA, MIDOA, TDGAにより得られた各金属の分配比を比較した。また、これらの結果とIR, NMR, UV、及び化学計算で得られた結果と突き合わせて議論した。
and Cm using a high-performance ligand鈴木 英哉; 津幡 靖宏; 樋川 智洋; 松村 達郎
no journal, ,
分離変換技術の開発において、高レベル放射性廃液(HLLW)中からのマイナーアクチノイド(MA)の分離回収は非常に重要な研究課題である。HLLW中からMAを分離した後、さらにAmとCmの相互分離が必要である。高い実用性を持つ抽出剤ADAAMによって、AmとCmとの分離係数5.5が得られた。ADAAMを抽出剤に用い、多段向流式ミキサセトラによる連続抽出試験を実施し、AmとCmとの相互分離に成功した。
元川 竜平; 遠藤 仁
no journal, ,
We performed neutron polarization analysis (NPA) of extracted organic phases containing complexes, comprised of Zr(NO
)
and tri-n-butyl phosphate (TBP), which enabled decomposition of the intensity distribution of small-angle neutron scattering (SANS) into the coherent and incoherent scattering components. The coherent scattering intensity, containing structural information, and the incoherent scattering compete over a wide range of magnitude of scattering vector, q, specifically when q is larger than 1/R, where R is the size of scatterer. Therefore, it is important to determine the incoherent scattering intensity exactly to perform an accurate structural analysis from SANS data when R is small, such as the aforementioned extracted coordination species. Although NPA is the best method for evaluating the incoherent scattering component for accurately determining the coherent scattering in SANS, this method is not used frequently in SANS data analysis because it is technically challenging. In this study, we successfully demonstrated that experimental determination of the incoherent scattering using NPA is suitable for sample systems containing a small scatterer with a weak coherent scattering intensity, such as extracted complexes in biphasic solvent extraction systems.
坂本 淳志; 佐野 雄一; 竹内 正行; 渡部 雅之; 小泉 健治
no journal, ,
コプロセッシング法プロセス向け抽出装置の開発として、遠心抽出器のO/A比(水相流量に対する有機相流量の比)に対する抽出/逆抽出性能を評価した。その結果、抽出性能に関しては、遠心抽出器は幅広いO/A比範囲において高い段効率を示し、十分な性能を有することが確認された。一方で、逆抽出性能に関しては、O/A比が2以下であれば、従来の逆抽出に関する傾向と同じ、90
100%の段効率を示した。
矢板 毅; 鈴木 伸一; 小林 徹; 塩飽 秀啓
no journal, ,
Frame-structure of a ligand would be one of the important factors for discussion about an ion selectivity of ligand on biphasic extraction system. Especially, the relationship between the coordination space around a metal ion and the bulkiness of a ligand is noteworthy parameter. In this study, we focused on the phosphine oxide composed of two phosphoryl groups (DPDO) and the carbamoyl phosphine oxide (CMPO), and discussed about relationship between extraction behavior and frame structural differences determined by X-ray crystallography and EXAFS. This study demonstrated that differences in symmetry of frame structure of a ligand effects on coordination structure of a series of lanthanides and their extraction behaviors.
小林 徹; 鈴木 伸一; 塩飽 秀啓; 矢板 毅
no journal, ,
特定のランタノイドやアクチノイドを効率的に分離できる抽出剤の開発は、レアメタルのリサイクルや核燃料サイクルにおける分離法の開発に関連する重要なテーマである。近年我々は、新しいO, N-ヘテロドナー配位子PTAを開発し、これが特定の3価ランタノイドやアクチノイドを選択的に錯形成することを見出している。さらに、PTAは認識したランタノイドやアクチノイドを境界に、構造が異なる2種の錯体を形成することも明らかにしている。そこで本研究では、詳細な構造解析に基づきそのイオン認識メカニズムについて検討するとともに、境界構造変化を利用した新しいイオン分離法を提案した。
Simonnet, M.; 宮崎 有史; 鈴木 伸一; 矢板 毅
no journal, ,
Study of cesium separation from acidic and alkaline waste has been conducted since the 90's. Calix[4]-crown-6-ethers can selectively extract cesium with higher distribution ratios than crown-ethers or dicarbollides. Several authors focused on dioctyloxycalix[4]crown-6 (DOC[4]C6), also tested on real waste in dodecane/TBP mixture. 99.9% of cesium was extracted but TBP, mandatory to solvate the calix-crown in dodecane, lowered the selectivity. The distribution ratio DCs remained also rather low. This study focuses on extractant and solvent effects. Because DOC[4]C6 showed good results and is well-documented, extractants were synthesized by modifying its structure: change of the alkoxy chain length led to didodecyloxycalix[4]crown-6 (DDC[4]C6) and diethylhexyloxycalix[4]crown-6 (DEHC[4]C6); change on the crown-ether led to dioctyloxycalix[4]benzo-crown-6 (DOC[4]BC6) and dioctyloxycalix[4]di-benzo-crown-6 (DOC[4]DBC6). Studies on DOC[4]BC6 and DOC[4]DBC6 can be found in literature. Based on literature study, pure solvents: n-octanol (n=1,2,3), methylcyclohexanone (MCHK), 2-nonanone; and mixtures of 1-octanol + 10% modifiers (nitrophenyloctylether (NPOE), TBP) have been tested.
-radiolysis of a minor actinide extractnt on lanthanides extraction樋川 智洋; 鈴木 英哉; 石井 翔*; 筒井 菜緒; 伴 康俊; 松村 達郎
no journal, ,
ヘキサオクチルニトリロトリアセトアミド(HONTA)等のマイナーアクチノイド(MA)に対する優れた抽出分離能を持つ抽出剤を対象に、ドデカン溶媒中での線照射を行い、ランタノイド元素(Ln)の抽出能変化を調べた。HONTAについて、線分解に伴う濃度変化と比較した結果、照射初期にみられたHONTAの減少量に対応する分配比の減衰は観測されず、また照射に伴う分配比の減少は濃度変化から予測されたものより速いことがわかった。
上田 祐生; 森貞 真太郎*; 川喜田 英孝*; 近江 健太郎*; 藤田 光晴*; Weigand, J.*; 下条 晃司郎; 長縄 弘親; 大渡 啓介*
no journal, ,
白金族金属(PGM)の一般的な分離回収には、溶媒抽出法が用いられている。PGM資源の安定供給という観点から、高効率な抽出剤の開発が求められている。本研究では、ウレア基やアミド基を有する新規抽出剤を合成し、それらによるPGMの抽出挙動および抽出メカニズムを検討した。その結果、新規抽出剤はPtに対し高い選択性を示し、さらに分光学的解析の結果から、Ptの抽出に水素結合の形成が寄与しているという知見が得られた。
下条 晃司郎; 岡村 浩之; 井村 久則*; 長縄 弘親
no journal, ,
有害金属イオンの高感度検出と高効率な除去は環境保全のために重要である。そのため、有害金属イオンの検出と除去を同時にできるような新しい分析法の開発が望まれている。本研究では、ジアザクラウンエーテルに発光性配位子である8-キノリノール誘導体を結合した新規抽出剤を合成し、有害金属イオンであるCd(II)の溶媒抽出実験を行った。抽出溶媒としてイオン液体とクロロホルムを比較したとき、イオン液体系でのみ分子内協同効果が発現し、クロロホルム系に比べて劇的に抽出性能が向上した。さらに、この抽出剤はCd(II)と錯形成をすることで、発光を示すことを明らかにした。
鈴木 伸一; 小林 徹; 塩飽 秀啓; 矢板 毅
no journal, ,
It is necessary for the development of the substitute extractant of tri-butyl phosphate (TBP) to improve selectivity and extraction ability for U(VI) and Pu(IV). Furthermore, it is necessary to improve the solubility to the organic solvent of U(VI) and/or Pu(IV)- amide complex. Amine, amide and ether extractants which introduced the alkyl long chain into were developed by such a point of view, and a large amount of research about the extraction of U(VI) and Pu(IV) were performed energetically. In addition, radiolysis and hydrolysis stability of each extractants has been studied. As a result wide research work, N,N-substituted amide compound became the candidate of the substitute compound of TBP1). It is an advantage that N,N-dialkylamide compounds are able to completely burn up by abolished solvent processing(CHON principle)2,3). In this study, we evaluated extractability of uranium and plutonium using the asymmetry N-alkyl-N-alkyl amide compounds which introduced two different alkyl substituents into nitrogen of amide.
杉田 剛; 藤原 伊織*; 岡村 浩之; 大島 達也*; 馬場 由成*; 長縄 弘親; 下条 晃司郎
no journal, ,
溶媒抽出法において、抽出剤は重要な役割を担っている。これまでの研究において、三座配位構造を有する酸性抽出剤DGAAは、様々な金属イオンに対して優れた抽出能を有することが明らかとなった。本研究では、DGAAの各官能基が抽出能に及ぼす影響を調べるため、三座配位構造を保ったままアミド基、またはエーテル鎖を変化させ、その抽出特性を比較・評価した。その結果、立体障害の小さいモノアルキル型DGAAは小さい金属イオンに、ソフトドナーを有するチオエーテル型DGAAは白金族に対して優れた抽出能を示すことが明らかとなった。
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*
no journal, ,
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。
江口 綾乃; 森田 耕太郎*; 岡村 浩之; 平山 直紀*
no journal, ,
有機溶媒への金属イオンのキレート抽出では、配位子を用いて無電荷錯体を形成させる必要があり、抽出化学種として配位飽和(無水)錯体がより有利である。これに対して、イオン液体キレート抽出では、荷電化学種や配位不飽和(水和)化学種が抽出できる。本研究では、抽出剤として8-キノリノール(HQ)と2-メルカプトピリジン
-オキシド(HSPyO)を用いた1-アルキル-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([C
mim][Tf
N]、n=2, 4, 8)への3価金属イオン(Fe(III), Al(III), Ga(III), In(III))のイオン液体キレート抽出における二座配位子の効果を調べた。3価金属イオンの抽出選択性は、HQではFe 
Ga 
In Al、HSPyOではFe In 
Ga 
Alの順であった。すなわち、HSPyOはIn(III)の抽出に有利であることがわかった。HSPyOを用いたときのGa(III)の抽出率は、[Cmim][TfN] [Cmim][TfN] [C
mim][TfN] クロロホルムの順であったが、HQでは逆の順番となった。これらの結果は、水相中の脱プロトン化した二座配位子濃度の差によるものと考えられる。
松村 達郎; 伴 康俊; 鈴木 英哉; 津幡 靖宏; 宝徳 忍; 筒井 菜緒; 鈴木 明日香; 樋川 智洋; 黒澤 達也*; 柴田 光敦*; et al.
no journal, ,
PUREXプロセスは工業規模の再処理工場として確立しており、TRUEX法及び4群群分離法は、高レベル廃液からのマイナーアクチノイド(MA)の分離プロセスとして開発され、既に実高レベル廃液を用いた連続抽出試験によって実証されている。これらの再処理及びMA分離プロセスで用いられている抽出剤であるTBP, CMPO、DIDPAは、U, Pu, MAの分離回収に高い性能を発揮するが、その分子構造にリンを含んでおり固体の二次廃棄物の発生源となることが課題である。そこで、核燃料サイクルからの放射性廃棄物の低減化を目的として、分子中に炭素(C), 水素(H), 酸素(O), 窒素(N)のみを含む(CHON)新規な抽出剤を用いた新しい再処理及びMA分離プロセスの研究開発を進めている。本発表では、抽出剤の選定から分離プロセス構築、実高レベル廃液試験の結果まで述べる。
長縄 弘親; 永野 哲志; 柳瀬 信之*
no journal, ,
簡便、低コスト、コンパクト、高処理スピード、高安全のすべてを満足する新しい液液抽出装置、エマルションフロー抽出装置を紹介する。エマルションフロー技術では、油相をマイクロメートルサイズの液滴として水相の流れと向流接触させることで、両相を乳濁状態に至るまで混合することで、非常に効率的な液液抽出を実現する。また、送液だけで稼働し、非常に迅速な相分離が可能であることから、現在、最も普及しているミキサーセトラー装置と比較して、10倍以上の処理スピードと5分の1以下の低コストを実現する。加えて、装置本体に駆動部を持たないエマルションフロー抽出装置は、従来の抽出装置よりも安全で扱いやすい。