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上田 祐生; 江口 綾乃; 徳永 紘平; 菊池 圭*; 杉田 剛; 岡村 浩之; 長縄 弘親
Industrial & Engineering Chemistry Research, 61(19), p.6640 - 6649, 2022/05
被引用回数：1 パーセンタイル：12.67(Engineering, Chemical)近年の世界的なカーボンニュートラルの潮流から廃電子機器などの二次資源からの白金族金属の効果的な分離・精製の向上が求められている。本研究では、Pt(IV)とPd(II)をpH変化のみで分離可能なウレア基を導入したイミダゾリウム型イオン液体(L1)を合成し、その抽出挙動を評価した。従来の有機溶媒-水抽出系におけるウレア型抽出剤では、Pt(IV)とPd(II)を同じpH領域で抽出してしまい、相互分離ができなかった。それに対し、本研究で合成したL1は、低pH領域ではPt(IV)選択性を、高pH領域ではPd(II)選択性を示した。UV-visおよびEXAFSスペクトルによる解析から、L1によるPt(IV)抽出では、外圏錯体を形成し、Pd(II)抽出では内圏錯体を形成していることが示された。さらに、従来の有機抽出系では第三相を生成するような高濃度のPt(IV)抽出後も、L1は第三相を生成することなくPt(IV)を抽出可能であった。
Atanassova, M.*; 岡村 浩之; 江口 綾乃; 上田 祐生; 杉田 剛; 下条 晃司郎
Analytical Sciences, 34(8), p.973 - 978, 2018/08
被引用回数：17 パーセンタイル：59.57(Chemistry, Analytical)疎水性イオン液体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([C
C
im][Tf
N])と水相間における4-ベンゾイル-3-フェニル-5-イソオキサゾロン(HPBI)および脱プロトン化体(PBI
)の分配定数とHPBIの酸解離定数を求め、硝酸水溶液から[CCim][TfN]へのHPBIによる3種類のランタノイドイオン(La
, Eu, Lu)の溶媒抽出を研究した。抽出相としてイオン液体を利用することにより、クロロホルム系と比較してランタノイドイオンに対するHPBIの抽出能が大幅に向上した。イオン液体系における軽,中,重ランタノイドイオンの抽出化学種の組成は、アニオン性錯体Ln(PBI)であることが示された。
-オキシドによるイオン液体への3価金属イオンの抽出挙動江口 綾乃; 森田 耕太郎*; 岡村 浩之; 平山 直紀*
no journal, ,
2-メルカプトピリジン-オキシド(HSPyO)は、ハードなOとソフトなSをドナー原子に持つ2座配位子である。HSPyOは有機溶媒だけではなくイオン液体(IL)に対しても溶解性が高いことから、ILキレート抽出における抽出剤としての利用可能性が期待される。本研究では、3価金属イオンである13族金属イオン(Al(III), Ga(III)およびIn(III))について、カチオンの疎水性が異なる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][TfN], n=2,4,8)を抽出溶媒として用い、HSPyOによるILへのキレート抽出挙動を調べた。金属間での抽出選択性はIn(III) 
Ga(III)の順となり、Al(III)は全く抽出されず、HSPyOは比較的ソフトなIn(III)に有利に働くことがわかった。溶媒間で抽出能を比較すると、Ga(III)の抽出においてILs クロロホルムとなり、この系ではILの方が抽出能は高いことがわかった。また、抽出化学種はどの金属も無電荷錯体M(SPyO)
であることが示唆された。
江口 綾乃; 森田 耕太郎*; 岡村 浩之; 平山 直紀*
no journal, ,
従来の有機溶媒へのキレート抽出では、金属イオンは通常、無電荷錯体として抽出され、配位飽和(無水)錯体が有利となる。これに対し、イオン液体(IL)キレート抽出では、荷電化学種や配位不飽和(水和)化学種も抽出される可能性がある。本研究では、3価金属イオン(Fe(III), Al(III), Ga(III)およびIn(III))について、カチオンの疎水性が異なる種々の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([Cmim][TfN], n=2,4,8)を抽出溶媒として用い、二座配位子の8-キノリノール(H
Q)および2-メルカプトピリジン-オキシド(HSPyO)によるILへのキレート抽出挙動を調べた。HQを用いた場合は、クロロホルムへは無電荷のMQ
のみが抽出されるが、ILへは抽出において通常不利となる配位不飽和のカチオン性錯体[MQ
]もイオン交換により抽出されることがわかった。HSPyOを用いた場合は、クロロホルムとILの両方ともに無電荷のM(SPyO)が抽出されることが示唆された。したがって、抽出化学種は、IL中の配位子に依存することが示された。
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*
no journal, ,
本研究では、抽出溶媒としてイオン液体(IL)アニオンのパーフルオロアルキル(Rf)基の炭素数が異なる4種類(n=0, 1, 2, 4)の1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムビス(パーフルオロアルカンスルホニル)イミドを合成し、キレート抽出剤として2-テノイルトリフルオロアセトン(Htta)を用いた、3価ランタノイドイオン(Ln(III) = La, Nd, Eu, Dy, Lu)の抽出に及ぼすILアニオンの疎水性および構造の効果を調べた。Ln(III)の抽出選択性は、全てのILにおいてLu 
Dy 
Eu Nd Laの順となり、ILアニオンのRf鎖長を変化させても抽出性に顕著な差は見られなかった。水相pHとLn(III)の分配比の対数のプロットの傾きからこれらILを用いたときの各Ln(III)の抽出化学種を検討したところ、ILアニオンのRf鎖長を変化させることで、抽出化学種を制御できることが示唆された。
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([Cmim][TfN]、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。
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*
no journal, ,
本研究では、抽出溶媒としてイオン液体(IL)アニオンのパーフルオロアルキル(Rf)基の炭素数が異なる4種類(n=1-4)の1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムビス(パーフルオロアルカンスルホニル)イミドを合成し、キレート抽出剤として2-テノイルトリフルオロアセトンを用いた、3価ランタノイドイオン(Ln(III)=La, Nd, Eu, Dy, Lu)の抽出に及ぼすILアニオンのRf鎖長の効果を調べた。抽出挙動については、ILアニオンのRf鎖長を変化させてもIL間に顕著な差は見られなかった。水相pHとLn(III)の分配比の対数のプロットの傾きからこれらILを用いたときの各Ln(III)の抽出化学種を検討したところ、Rf鎖長nの偶奇によって抽出錯体が異なることが明らかとなった。
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*
no journal, ,
本研究では、抽出溶媒としてイオン液体(IL)アニオンのパーフルオロアルキル(Rf)基の炭素数が異なる4種類(n =1-4)のILを合成し、ILキレート抽出へのILアニオンのRf鎖長の効果を検討した。キレート抽出剤、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イオン(Ln(III)=La, Nd, Eu, Dy, Lu)の抽出を調べたところ、Rf鎖長nの偶奇によって抽出錯体が異なることが明らかとなった。
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*
no journal, ,
本研究では、抽出溶媒としてイオン液体(IL)アニオンのパーフルオロアルキル(Rf)基の炭素数が異なる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キレート抽出へのILアニオンのRf鎖長の効果を検討した。抽出錯体はRf鎖長nの偶奇により異なっており、抽出化学種に対し偶奇効果があることが明らかとなった。抽出錯体の蛍光寿命からEu(III)への水の配位数を調べたところ、Eu(III)錯体には配位水が関与していないことがわかった。ILアニオンのRf鎖長は抽出錯体の配位水の数には影響しないことがわかった。
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*
no journal, ,
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。
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*
no journal, ,
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。
江口 綾乃; 紀室 辰伍; 天野 由記; 舘 幸男
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全性を評価するためには、放射性核種の岩盤中の移行を評価する必要がある。地下水中には、核種と安定な水溶性の錯体を形成する有機物が存在する。それらが核種と錯体を形成することで、核種が岩盤に収着しにくくなる可能性があることから、核種移行に対する有機物の影響を定量的に評価する技術の開発が必要とされている。本研究では、炭酸イオンおよびフミン酸(HA)共存下における堆積岩へのEuの収着挙動について評価を行った。岩石へのEuの分配係数の炭酸イオン濃度依存性を調べた結果、HAによるEuの収着低減効果が確認され、水相中のEuの化学種として岩石に収着しにくいHA錯体が支配的になることが原因と考えられた。また、HA共存時のEuの岩石への収着を、EuのHA錯体とそれ以外のEu化学種の形成、及びHA錯体以外のEu化学種の岩石への収着の組合せで表現するために、HA錯体(Eu-HA錯体,Eu-CO-HA錯体)の錯生成定数を非線形最小二乗フィッティングにより算出したところ、Eu-HA錯体とEu-CO-HA錯体の両方の形成を考慮した場合に、炭酸イオン全濃度範囲にわたって分配係数の傾向をよく説明できることが示された。
紀室 辰伍; 岩田 孟; 江口 綾乃; 西川 義朗*; 舘 幸男
no journal, ,
TRU廃棄物処分の性能評価上重要な元素の1つであるテクネチウム(
Tc)は、一般的に地下の還元的雰囲気では主に難溶性のIV価水酸化物(TcO・xHO)として存在すると考えられるが、有機物との錯生成によってその溶解度が増加し、移行挙動が変化する可能性がある。また、TRU廃棄物に含まれる有機物のうち、セルロースの分解生成物であるイソサッカリン酸(ISA)は、処分後の核種移行挙動評価に影響を及ぼすと考えられているものの、錯生成定数等の熱力学データが不足しており、基盤データを充実させていく必要がある。本研究では、IV価TcO・xHO(s)を初期固相とし、異なるpH,ISA濃度条件下におけるTc溶解度を測定し、その錯生成反応を検討した。その結果、Tc溶解度は[ISA] = 1
10
M以上の領域で顕著に上昇することが明らかとなった。また、フィルター孔径依存性があることから、Tc溶解種としてコロイド粒子の形成が示唆された。
江口 綾乃; 紀室 辰伍; 天野 由記; 舘 幸男
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全性を評価するために、放射性核種の岩盤中の移行挙動を評価する必要がある。地下水中の有機物は、核種と錯体を形成すると核種が岩盤に収着しにくくなることが指摘されており、核種の移行挙動に影響を及ぼす可能性がある。さらに、地下水中に有機物と共存する炭酸イオンは核種との錯生成において有機物と競合し得ることから、炭酸イオン共存下における核種移行に対する有機物の影響評価が必要となる。本研究では、地下水中の代表的な有機物であるフミン酸(HA)と、三価アクチノイドAm(III)のアナログ元素としてEu(III)を用いて、堆積岩へのEuの収着に対するHAの影響の炭酸イオン共存下での挙動を、収着試験とモデル評価によって調べた。Eu-HA錯体の形成とそれ以外のEu化学種の岩石への収着を考慮して、HAが共存する系の分配係数を計算したところ、幌延地下から抽出したHAでは、実験値と計算値が大きく乖離した。この原因として、Euの岩石への収着に、前述以外の反応が影響している可能性が考えられた。そこで、Eu-CO-HA錯体の形成や、Eu-HA錯体の岩石への収着も考慮し、それらの平衡定数をパラメータとして非線形最小二乗フィッティングを行ったところ、それらの反応を考慮した場合の方が、分配係数の傾向をよく説明できることが示された。これにより、有機物錯体の形成の他に有機物錯体の岩石への収着なども考慮することが、有機物と共存する系のより正確な核種の収着モデルの構築において重要となることが示唆された。
