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論文

Studies on the extraction of soft acid metal species using MIDOA and analogous compounds

佐々木 祐二; 佐伯 盛久; 須郷 由美; 池田 泰久*; 川崎 武志*; 鈴木 智也*; 大橋 朗*

Solvent Extraction Research and Development, Japan, 22(1), p.37 - 45, 2015/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:64.07(Chemistry, Multidisciplinary)

新抽出剤のMIDOA(メチルイミノジオクチルアセトアミド)を用いて、Pd(II), Nb(V), Ta(V), Cr(VI), Mo(VI), W(VI), Tc(VII), Re(VII)等の溶媒抽出を行い、関連化合物のIDOA(イミノジオクチルアセトアミド)やMIDEHA(メチルイミノジエチルヘキシルアセトアミド)、TODGA(テトラオクチルジグリコールアミド)、TDGA(チアジグリコールアミド)等の結果を比較した。これらの結果より、MIDOAによる分配比はIDOAやMIDEHAよりやや高いこと、Pd, Re分配比はTODGA, TDGAより高いことを明らかにした。

論文

Comprehensive extraction study using $$N$$,$$N$$-dioctyldiglycolamic acid

下条 晃司郎; 中井 綾香*; 岡村 浩之; 斎藤 拓巳*; 大橋 朗*; 長縄 弘親

Analytical Sciences, 30(4), p.513 - 517, 2014/04

 被引用回数:7 パーセンタイル:59.11(Chemistry, Analytical)

We report on the acid dissociation constants ($$K$$$$_{a}$$) of diglycolamic acid-type ligands together with comprehensive data on the extraction performance of $$N$$,$$N$$-dioctyldiglycolamic acid (DODGAA) for 54 metal ions. The p$$K$$$$_{a}$$ of the diglycolamic acid framework was determined to be 3.54 in water by potentiometric titration, indicating that DODGAA is strongly acidic compared with carboxylic acid. DODGAA can quantitatively transfer various metal ions among the 54 metal ions through a proton-exchange reaction, and provides excellent extraction performance and separation ability for rare-earth metal ions, In(III), Fe(III), Hg(II), and Pb(II) among the 54 metal ions.

論文

Extraction behavior and selective separation of lead(II) using $$N$$,$$N$$-dioctyldiglycol amic acid

下条 晃司郎; 中井 綾香; 岡村 浩之; 大橋 朗*; 長縄 弘親

Analytical Sciences, 29(1), p.147 - 150, 2013/01

 被引用回数:10 パーセンタイル:50.41(Chemistry, Analytical)

Selective separation of lead ions (Pb$$^{2+}$$) from aqueous solutions containing multiple divalent metal ions (Pb$$^{2+}$$, Cu$$^{2+}$$, Cd$$^{2+}$$, Zn$$^{2+}$$, Mn$$^{2+}$$, Co$$^{2+}$$ and Ni$$^{2+}$$) was investigated using liquid-liquid extraction. $$N$$,$$N$$-dioctyldiglycol amic acid (DODGAA) enabled quantitative extraction and efficient separation of Pb$$^{2+}$$ from the metal ion mixture under mildly acidic conditions. Compared with conventional commercial extractants, DODGAA provided better extraction and excellent selectivity for Pb$$^{2+}$$. The extraction of Pb$$^{2+}$$ with DODGAA proceeded through a proton-exchange reaction and formed a 1:2 complex, Pb(DODGAA)2. The Pb$$^{2+}$$ was readily stripped from the extracting phase under acidic conditions, and the organic solution with DODGAA could be recycled.

論文

Structural study on 2,2'-(methylimino)bis($$N$$,$$N$$-dioctylacetamide) complex with Re(VII)O$$_{4}$$$$^{-}$$ and Tc(VII)O$$_{4}$$$$^{-}$$ by $$^{1}$$H-NMR, EXAFS and IR spectroscopy

佐伯 盛久; 佐々木 祐二; 中井 綾香*; 大橋 朗*; Banerjee, D.*; Scheinost, A. C.*; Foerstendorf, H.*

Inorganic Chemistry, 51(10), p.5814 - 5821, 2012/05

 被引用回数:16 パーセンタイル:33.05(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

近年、2,2'-(methylimino)bis($$N$$,$$N$$-dioctyl-acetamide)(MIDOA)と呼ばれる有機抽出剤が開発され、この抽出剤により酸化物負イオンM(VII)O$$_{4}$$$$^{-}$$を効率的に水相から有機相へ抽出できることが明らかにされた。本研究ではその抽出メカニズムを解明するため、$$^{1}$$H-NMR, EXAFS及び赤外分光法によりM(VII)O$$_{4}$$$$^{-}$$とMIDOA錯体のスペクトルを測定し、理論計算との比較により錯体構造を調べた。その結果、MIDOAは有機相中においてプロトン付加体H$$^{+}$$MIDOAになり、M(VII)O$$_{4}$$$$^{-}$$はMIDOAと多点C-H$$_{n}$$...O水相結合により相互作用してM(VII)O$$_{4}$$$$^{-}$$...H$$^{+}$$MIDOAという錯体を形成することにより、大きく安定化していることが明らかになった。

論文

Technetium(VII) and rhenium(VII) extraction by a new diamide reagent, 2,2'-(Imino)bis(${it N,N}$-dialkylacetamide) (IDAA)

佐々木 祐二; 須郷 由美; 佐伯 盛久; 森田 泰治; 大橋 朗*

Solvent Extraction Research and Development, Japan, 18, p.69 - 74, 2011/00

Tcの抽出剤、イミノビスジアルキルアミド(IDAA)を開発した。IDAAは中心骨格に酸素,窒素配位子を含み、ハイブリッド型の3座配位子である。メチルイミノビスジオクチルアセトアミド(MIDOA)やイミノビスジオクチルアセトアミド(IDOA)などの誘導体を合成し、これらは非常によくドデカンに溶解することがわかった。また、IDAAにより、Tc以外にRe, Cr, Mo, W, Pd, Puが抽出されることがわかった。Reを用いて抽出容量の測定を行ったが、0.1M MIDOAにより37mMものReが抽出されることが確認された。

論文

Neutron diffraction analysis of deuterium transfer in chiral $$beta$$-thiolactam formation in the crystalline state

細谷 孝明*; 植草 秀裕*; 大橋 裕二*; 大原 高志; 田中 伊知朗*; 新村 信雄*

Acta Crystallographica Section B, 62(1), p.153 - 160, 2006/02

 被引用回数:5 パーセンタイル:45.78(Chemistry, Multidisciplinary)

N,N-dibenzyl-1-cyclohexenecarbothioamide(1)の単結晶に光を照射すると水素原子の転移が起こり、単結晶状態を保ったまま光学活性な$$beta$$-thiolactamが生成することが知られている。今回、この反応のメカニズムを明らかにするため、反応部位に標識として重水素原子を導入した(1)の単結晶を調製し、これに光を照射した後単結晶中性子構造解析を行って重水素原子がどこに移動したかを調べた。その結果、重水素原子は生成物のシクロヘキサン環に移動し、キラルメチレン基(-C$$^{*}$$HD-)を形成していた。このキラルメチレン基の絶対配置から、水素原子の移動が分子内で起こることで反応が進行することが明らかとなった。

論文

高温ガス炉を用いた実用規模水蒸気改質器の性能検討

文沢 元雄; 稲葉 良知; 辻 延昌*; 大橋 一孝*; 井出 朗*; 竹中 豊*

日本機械学会第6回動力・エネルギー技術シンポジウム'98講演論文集, p.100 - 105, 1998/00

本研究では、高温ガス炉を用いた核熱利用システムの効率向上を目的として、実用規模システムでの水蒸気改質器の性能を検討してきた。すなわち、実用規模水蒸気改質器で可変量(温度、圧力、流量)よりメタン転換率などの特性を評価した。本水蒸気改質器の特徴は改質管外面を突起付き構造とし、伝熱促進を図ったこと及びインナーチューブによる改質管内面からの触媒層再加熱を図ったことである。解析の結果、伝熱促進構造を採用するとメタン転換率は約4%増加し、インナーチューブの効果はメタン転換率が1.4%の増加となることがわかった。

論文

The Thermal expansion coefficient and Gruneisen parameter of InP crystal low temperatures

春名 勝次*; 前田 裕司; 大橋 一利*; 小池 卓朗*

J. Phys., C, 20(32), p.5275 - 5279, 1987/11

InP単結晶の格子定数の温度依存性を4.2~300Kの温度領域でX線によるBond法により精密に測定を行なった。

口頭

Extraction of technetium(VII) and rhenium(VII) by the new reagent, 2-(Imino)bis(N,N-dialkylacetamide) (IDAA)

佐々木 祐二; 須郷 由美; 佐伯 盛久; 森田 泰治; 大橋 朗*

no journal, , 

Tcの抽出剤、イミノビスジアルキルアミドが開発された。IDAAは中心骨格に酸素,窒素配位子を含み、ハイブリッド型の3座配位子である。メチルイミノビスジオクチルアミド(MIDOA)やイミノビスジドデシルアミド(IDDA)などの誘導体が合成されたが、これらは非常によくドデカンに溶解した。IDAAにより、Tc以外にRe, Cr, Mo, W, Pd, Puがよく抽出されることがわかった。Reを用いて抽出容量の測定を行ったが、0.1M MIDOAによる37mMものReが抽出されることがわかった。

口頭

エマルションフロー法を用いたホタテ加工残渣からのカドミウム(II)の抽出・分離

石岡 みなみ; 柳瀬 信之; 永野 哲志; 三田村 久吉; 大橋 朗*; 山口 央*; Kim, H.-B.*; 長縄 弘親

no journal, , 

ホタテの養殖は北海道,青森県の代表的な産業であり、年々その生産量は増加している。それに伴いホタテの内臓廃棄物(通称ウロ)の排出量も増加している。ウロ中には良質なたんぱく質やミネラルが含まれており処理法次第では良質な飼肥料としての有効活用が期待できるが、比較的高濃度に含まれるCd(II)がその有効利用を阻んでおり、ウロ中からのCd(II)の効率的な除去法が求められている。近年、原子力機構では新規液液抽出法エマルションフローを開発した。エマルションフロー装置は送液のみによってエマルションフローを発生させるため、従来の液液抽出装置に比べ迅速に大量処理が可能、初期・運転・維持コストが低く、操作が容易でコンパクトといった利点がある。本研究では経済的かつ効率的なウロの処理法として、新規液液抽出装置であるエマルションフロー装置を用いることを提案し、そのための最適条件の検討を行った。その結果、エマルションフロー法がホタテ加工残渣からのCd(II)の抽出・分離法として有用な手法であることがわかった。

口頭

2-(Imino)bis(N,N-dialkylacetamide) (IDAA), a novel complexing agent for Palladiumu(II), technetium(VII) and rhenium(VII)

佐々木 祐二; 佐伯 盛久; 須郷 由美; 森田 泰治; 大橋 朗*; 折山 剛*; 池田 泰久*; Ali, M.*

no journal, , 

イミノビスジアルキルアセトアミド(IDAA)がTc(VII)やRe(VII)の錯形成剤として開発された。この中で、長いアルキル基を持つMIDOA(メチルイミノビスジオクチルアセトアミド)はドデカンに可溶であり、抽出剤として利用された。薄い硝酸溶液からPd, Tc, Re分配比は100を超えたが、酸濃度増加とともに分配比は減少した。MIDOAのメチル基のない化合物である、IDOA(イミノビスジオクチルアセトアミド)も同様に高いTc, Pd分配比があることを確認した。水溶性のIDAAである、MIDEA(メチルイミノビスジエチルアセトアミド)も開発され、Pdのマスキング剤として有効であることを確認した。

口頭

ジグルコールアミド酸型抽出剤を用いたランタノイドの抽出

中井 綾香; 岡村 浩之; 下条 晃司郎; 大橋 朗*; 長縄 弘親

no journal, , 

溶媒抽出法における目的物質の抽出分離効率は、使用する抽出剤が鍵となる。理想的な抽出剤は、炭素,水素,酸素,窒素の軽元素のみ(CHON)で構成され、リン,硫黄,ハロゲン,芳香環を持たず、安価に合成可能で、かつ高い抽出分離性能を有することである。本研究では、CHON型抽出剤である${it N}$, ${it N}$-dioctyldiglycol amic acid (DODGAA)を合成し、ランタノイドの抽出分離について検討した。また、カルボン酸系及びリン酸系工業用抽出剤と比較した性能評価を行ったので報告する。DODGAAを用いた14種類のランタノイドの抽出挙動を調べた結果、pHの増加とともに抽出率が向上し、1$$leq$$pH$$leq$$3で定量的な抽出が起こった。また、Tb$$^{3+}$$からLu$$^{3+}$$までの重希土に対して高い選択性を示し、軽希土La$$^{3+}$$とLu$$^{3+}$$間の分離係数は約3,000と高い分離能力を示した。同じカルボン酸系工業用抽出剤であるVersatic 10では中性領域(pH6付近)から抽出が起こるため、DODGAAはカルボン酸系抽出剤として驚異的な抽出能を示すことが明らかとなった。また、リン酸系抽出剤D2EHPAに匹敵する高い抽出分離能力を有することが示された。今後は、DODGAAの種々の金属イオンに対して網羅的に抽出実験を行い、他の金属イオンに対する抽出特性を明らかにする予定である。

口頭

ジグリコールアミド酸型抽出剤を用いた鉛イオンの高効率抽出分離

下条 晃司郎; 中井 綾香; 岡村 浩之; 大橋 朗*; 長縄 弘親

no journal, , 

溶媒抽出法における目的物質の抽出分離効率は、使用する抽出剤が鍵となる。本研究では、新規抽出剤N, N-dioctyldiglycol amic acid (DODGAA)を開発し、さまざまな金属イオンからの鉛イオンの選択的抽出に関する検討及び工業用抽出剤との比較による性能評価を行った。その結果、DODGAAは工業用抽出剤より鉛イオンに対して高い抽出分離能を有することを見いだした。また、逆抽出も容易に可能であるため、抽出能の繰り返し利用ができることを確認した。

口頭

金結合性ペプチドを用いた配位子固定化金ナノ粒子のワンポット合成と水銀イオンの比色分析

下条 晃司郎; 中井 綾香; 大橋 朗*; 長縄 弘親

no journal, , 

水銀イオンは生物の体内に濃縮されやすい特徴をもつため、微量濃度でも環境に放出されれば人体に悪影響を及ぼす可能性がある。そのため、水銀イオンを選択的かつ高感度に検出するセンサーの開発が望まれている。一方、金ナノ粒子は粒径に依存して色が変化する分光学的性質を有している。この金ナノ粒子表面に配位子を固定化することで、特定の金属イオンに応答する比色センサーが開発されている。一般的に、配位子固定化金ナノ粒子の合成は、クエン酸還元により金ナノ粒子を合成するステップとチオール基を介して配位子を固定化するステップの2ステップから構成され、より簡便かつ迅速な合成手法が望まれている。本研究では金に対して高い結合能を有するA3ペプチドとジグリコールアミド酸(DGAA)配位子を融合し、金イオンと反応させることで、金ナノ粒子の合成と配位子の固定化を1ステップで行う手法を検討した。さらに、DGAAと水銀イオンの結合を介して金ナノ粒子の凝集を誘発し、粒径増加に伴う色変化によって水銀イオンを高感度に検出する比色センサーの開発を行った。

口頭

金結合性ペプチドを融合した配位子による水銀イオン応答性金ナノ粒子のワンポット合成

下条 晃司郎; 中井 綾香*; 大橋 朗*; 長縄 弘親

no journal, , 

水銀イオンは生物の体内に濃縮されやすい特徴をもつため、微量濃度でも環境に放出されれば人体に悪影響を及ぼす可能性がある。そのため、水銀イオンを選択的かつ高感度に検出するセンサーの開発が望まれている。一方、金ナノ粒子は粒径に依存して色が変化する分光学的性質を有している。この金ナノ粒子表面に配位子を固定化することで、特定の金属イオンに応答する比色センサーが開発されている。一般的に、配位子固定化金ナノ粒子の合成は、クエン酸還元により金ナノ粒子を合成するステップとチオール基を介して配位子を固定化するステップの2ステップから構成され、より簡便かつ迅速な合成手法が望まれている。本研究では金に対して高い結合能を有するA3ペプチドとジグリコールアミド酸(DGAA)配位子を融合し、金イオンと反応させることで、金ナノ粒子の合成と配位子の固定化を1ステップで行う手法を検討した。さらに、DGAAと水銀イオンの結合を介して金ナノ粒子の凝集を誘発し、粒径増加に伴う色変化によって水銀イオンを高感度に検出する比色センサーの開発を行った。

口頭

ペプチド融合ジグリコールアミド酸型配位子を修飾した金ナノ粒子による水銀イオンの比色検出

下条 晃司郎; 中井 綾香*; 大橋 朗*; 長縄 弘親

no journal, , 

水銀イオンは生物の体内に濃縮されやすい特徴をもつため、微量濃度でも環境に放出されれば人体に悪影響を及ぼす可能性がある。そのため、水銀イオンを選択的かつ高感度に検出するセンサーの開発が望まれている。一方、金ナノ粒子は粒径に依存して色が変化する分光学的性質を有している。この金ナノ粒子表面に配位子を固定化することで、特定の金属イオンに応答する比色センサーが開発されている。一般的に、配位子固定化金ナノ粒子の合成は、クエン酸還元により金ナノ粒子を合成するステップとチオール基を介して配位子を固定化するステップの2ステップから構成され、より簡便かつ迅速な合成手法が望まれている。本研究では金に対して高い結合能を有するA3ペプチドとジグリコールアミド酸(DGAA)配位子を融合し、金イオンと反応させることで、金ナノ粒子の合成と配位子の固定化を1ステップで行う手法を検討した。さらに、DGAAと水銀イオンの結合を介して金ナノ粒子の凝集を誘発し、粒径増加に伴う色変化によって水銀イオンを高感度に検出する比色センサーの開発を行った。

口頭

カリックス[4]アレーンジグリコールアミド酸誘導体の合成とランタノイド抽出

矢部 誠人; 岡村 浩之; 大橋 朗*; 長縄 弘親; 下条 晃司郎

no journal, , 

本研究では、大環状化合物であるカリックス[4]アレーンにジグリコールアミド酸(DGAA)を導入した新規抽出剤(tBu[4]DGAA)を合成し、ランタノイドの抽出実験を行った。また、環状構造ではない単量体ドデシルジグリコールアミド酸(C12DGAA)を合成し、tBu[4]DGAAと抽出分離能を比較した。C12DGAAはランタノイドをpH4以上で定量的に抽出するが、ランタノイド間の分離能が小さかった。一方、tBu[4]DGAAは中・重希土をpH1.5以上で、軽希土をpH2.5以上で定量的に抽出可能であり、C12DGAAに比べて大幅に抽出能が向上した。また、tBu[4]DGAAは重希土$$>$$中希土$$>$$軽希土の順に選択性を示し、C12DGAAに比べて分離能も向上した。このような抽出能および分離能の増大は、環状構造によるキレート効果およびサイズ認識効果に起因していることが示唆される。

口頭

ジグリコールアミド酸の環状化と抽出分離に及ぼす影響

下条 晃司郎; 矢部 誠人; 岡村 浩之; 大橋 朗*; 長縄 弘親

no journal, , 

本研究では、大環状化合物であるカリックス[4]アレーンにジグリコールアミド酸(DGAA)を導入した新規抽出剤(tBu[4]DGAA)を合成し、ランタノイドの抽出実験を行った。また、環状構造ではない単量体ドデシルジグリコールアミド酸(C12DGAA)を合成し、tBu[4]DGAAと抽出分離能を比較した。C12DGAAはランタノイドをpH 4以上で定量的に抽出するが、ランタノイド間の分離能が小さかった。一方、tBu[4]DGAAは中・重希土をpH 1.5以上で、軽希土をpH 2.5以上で定量的に抽出可能であり、C12DGAAに比べて大幅に抽出能が向上した。また、tBu[4]DGAAは重希土$$>$$中希土$$>$$軽希土の順に選択性を示し、C12DGAAに比べて分離能も向上した。このような抽出能および分離能の増大は、環状構造によるキレート効果およびサイズ認識効果に起因していることが示唆される。

口頭

金結合性ペプチドを用いた水銀イオン応答性金ナノ粒子のワンポット合成

下条 晃司郎; 中井 綾香*; 大橋 朗*; 長縄 弘親

no journal, , 

水銀イオンは生物の体内に濃縮されやすい特徴をもつため、微量濃度でも環境に放出されれば人体に悪影響を及ぼす可能性がある。そのため、水銀イオンを選択的かつ高感度に検出するセンサーの開発が望まれている。一方、金ナノ粒子は粒径に依存して色が変化する分光学的性質を有している。この金ナノ粒子表面に配位子を固定化することで、特定の金属イオンに応答する比色センサーが開発されている。一般的に、配位子固定化金ナノ粒子の合成は、クエン酸還元により金ナノ粒子を合成するステップとチオール基を介して配位子を固定化するステップの2ステップから構成され、より簡便かつ迅速な合成手法が望まれている。本研究では金に対して高い結合能を有するA3ペプチドとジグリコールアミド酸(DGAA)配位子を融合し、金イオンと反応させることで、金ナノ粒子の合成と配位子の固定化を1ステップで行う手法を検討した。さらに、DGAAと水銀イオンの結合を介して金ナノ粒子の凝集を誘発し、粒径増加に伴う色変化によって水銀イオンを高感度に検出する比色センサーの開発を行った。

口頭

カリックス[4]アレーンジグリコールアミド酸誘導体によるランタノイドの抽出特性

矢部 誠人; 岡村 浩之; 西連地 志穂; 大橋 朗*; 長縄 弘親; 下条 晃司郎

no journal, , 

溶媒抽出において、目的金属イオンの抽出分離効率を向上させるために、様々な抽出剤が開発されている。以前、我々はジグリコールアミド酸(DGAA)型抽出剤を開発し、ランタノイドLn(III)に対して高い抽出分離能を示すことを報告した。本研究では、より高い抽出分離能を有する抽出剤を開発するために、カリックス[4]アレーンにDGAA部位を導入した新規抽出剤($$^{t}$$Bu[4]DGAA)を合成し、ランタノイドの抽出実験を行った。また、環状構造ではない単量体ドデシルジグリコールアミド酸(C$$_{12}$$DGAA)を合成し、$$^{t}$$Bu[4]DGAAと抽出分離能を比較した。さらに、金属錯体の蛍光寿命と$$^{1}$$H NMRを測定し、錯体構造について検討した。C$$_{12}$$DGAAはランタノイドをpH4以上で定量的に抽出するが、ランタノイド間の分離能が小さかった。一方、$$^{t}$$Bu[4]DGAAは中・重希土をpH1.5以上で、軽希土をpH2.5以上で定量的に抽出可能であり、C$$_{12}$$DGAAに比べて大幅に抽出能と分離能が向上した。またSlope解析により抽出平衡式(Ln$$^{3+}$$+$$^{t}$$Bu[4]DGAA $$leftrightarrow$$ Ln($$^{t}$$Bu[4]DGAA) + 3H$$^{+}$$, Ln$$^{3+}$$ + 3C$$_{12}$$DGAA $$leftrightarrow$$ Ln(C$$_{12}$$DGAA)$$_{3}$$ + 3H$$^{+}$$)が明らかとなった。さらに、金属錯体の蛍光寿命から水和数がゼロであり、$$^{1}$$H NMR測定からDGAA部位のアミド,エーテル,カルボン酸がランタノイドに結合していることが示唆された。

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