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論文

Synergistic enhancement of the extraction and separation efficiencies of lanthanoid(III) ions by the formation of charged adducts in an ionic liquid

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*

Industrial & Engineering Chemistry Research, 59(1), p.329 - 340, 2020/01

 被引用回数:14 パーセンタイル:58.64(Engineering, Chemical)

本研究では、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$$_{4}$$mim][Tf$$_{2}$$N])において2-テノイルトリフルオロアセトン(Htta)とトリオクチルホスフィンオキシド(TOPO)を用いたランタノイド(III) (Ln(III))イオンのイオン液体協同効果抽出と抽出平衡を検討した。[C$$_{4}$$mim][Tf$$_{2}$$N]においてHttaとTOPOを併用すると重Ln(III)イオン選択的な協同効果が発現し、Ln(III)イオン間の分離能が向上した。Htta-TOPO系におけるLn(III)の抽出種と抽出定数を三次元抽出平衡解析により求めた。その結果、Htta-TOPO系における重Ln(III)イオン選択的な協同効果は、[C$$_{4}$$mim][Tf$$_{2}$$N]中におけるLn(tta)$$_{2}$$(TOPO)$$_{3}$$$$^{+}$$, Ln(tta)(TOPO)$$_{3}$$$$^{2+}$$などの疎水性の荷電付加物の形成に起因することが示された。

論文

Synergistic extraction equilibrium of lanthanide(III) Ions with benzoylacetone and a neutral ligand in an ionic liquid

畠山 瑞央*; 西山 嘉男*; 永谷 広久*; 岡村 浩之; 井村 久則*

Solvent Extraction Research and Development, Japan, 25(2), p.79 - 89, 2018/00

 被引用回数:12 パーセンタイル:43.14(Chemistry, Multidisciplinary)

イオン液体(IL)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([Bmim][Tf$$_{2}$$N])におけるベンゾイルアセトン(Hba)とトリオクチルホスフィンオキシド(TOPO)を用いた三価ランタノイドイオン(Ln(III))の協同効果抽出を検討した。TOPO存在下において、HbaによるLn(III)の抽出性は著しく向上した。三次元平衡解析により、各Ln(III)の抽出化学種の組成と抽出定数を求めたところ、HbaとTOPOによりすべてのLn(III)は、Ln(ba)$$_{2}$$(TOPO)$$_{2}$$$$^{+}$$やLn(ba)(TOPO)$$_{4}$$$$^{2+}$$といったカチオン性三元錯体として抽出されていることが示された。さらに、イオン液体中におけるカチオン性三元錯体の生成定数を算出し、Lu(ba)(TOPO)$$_{4}$$$$^{2+}$$が最も安定な錯体であることが明らかになった。

論文

Role of Tf$$_{2}$$N$$^{-}$$ anions in the ionic liquid-water distribution of europium(III) chelates

岡村 浩之; 青柳 登; 下条 晃司郎; 長縄 弘親; 井村 久則*

RSC Advances (Internet), 7(13), p.7610 - 7618, 2017/01

 被引用回数:18 パーセンタイル:57.24(Chemistry, Multidisciplinary)

液-液分配および時間分解レーザー励起蛍光分光法(TRLFS)によって、2-テノイルトリフルオロアセトン(Htta)によるEu(III)キレートのイオン液体-水分配系におけるビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(Tf$$_{2}$$N$$^{-}$$)アニオンの役割を研究した。Eu(tta)$$_{3}$$の分配定数に対するイオン液体の効果を正則溶液論に基づいて評価したところ、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$$_{n}$$mim][Tf$$_{2}$$N])におけるEu(tta)$$_{3}$$の分配定数は、[C$$_{n}$$mim][Tf$$_{2}$$N]中のEu(tta)$$_{3}$$の溶媒和効果により著しく増加することがわかった。また、合成した[Eu(tta)$$_{3}$$(H$$_{2}$$O)$$_{3}$$]のTRLFSから、一連の[C$$_{n}$$mim][Tf$$_{2}$$N]中ではEu(tta)$$_{3}$$キレートはほぼ完全に脱水和することが明らかになった。さらに、20Mの水を含む過塩素酸1-エチル-3-メチルイミダゾリウム([C$$_{2}$$mim][ClO$$_{4}$$])中では、2あるいは3分子の水が配位していたのに対して、0.50 MのTf$$_{2}$$N$$^{-}$$と20 Mの水を含む[C$$_{2}$$mim][Tf$$_{2}$$N, ClO$$_{4}$$]中では水和数は約1となった。これらの結果から、[Eu(tta)$$_{3}$$(H$$_{2}$$O)$$_{3}$$]の配位水がTf$$_{2}$$N$$^{-}$$アニオンに置換されることが示された。実際、[C$$_{4}$$mim][Tf$$_{2}$$N]存在下におけるエレクトロスプレーイオン化質量分析法により、アニオン性の付加物[Eu(tta)$$_{3}$$(Tf$$_{2}$$N)]$$^{-}$$が観測された。

論文

Intramolecular cooperative effect of a macrocyclic receptor bearing $$beta$$-diketone fragments on the extraction of strontium into an ionic liquid

岡村 浩之; 長縄 弘親; 井村 久則*; 下条 晃司郎

Proceedings of 20th International Solvent Extraction Conference (ISEC 2014), p.1046 - 1051, 2014/09

The macrocyclic receptor (H$$_{2}$$$$beta$$DA18C6) composed of diaza-18-crown-6 and two molecules of 4-acyl-5-pyrazolone was synthesized for the extraction of Sr(II) into ionic liquids (ILs). The extraction performance of H$$_{2}$$$$beta$$DA18C6 in 1-alkyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide ([C$$_{n}$$mim][Tf$$_{2}$$N]) was remarkably enhanced by the intramolecular cooperative effect compared with that in chloroform. From the equilibrium analysis, the neutral complex, Sr($$beta$$DA18C6), was extracted into [C$$_{2}$$mim][Tf$$_{2}$$N]. The shortening of the average Sr-O distance in the Sr-$$beta$$DA18C6 complex in the IL was revealed from the extended X-ray absorption fine structure spectroscopy. This is the cause of the intramolecular cooperative effect in the IL.

論文

Highly selective synergism for the extraction of lanthanoid(III) ions with $$beta$$-diketones and trioctylphosphine oxide in an ionic liquid

岡村 浩之; 高木 仁美*; 磯村 拓*; 森田 耕太郎*; 永谷 広久*; 井村 久則*

Analytical Sciences, 30(3), p.323 - 325, 2014/03

 被引用回数:30 パーセンタイル:74.49(Chemistry, Analytical)

Selective synergism for the extraction of lanthanoids(III) (Ln) with $$beta$$-diketones such as 2-thenoyltrifluoroacetone, 2-naphthoyltrifluoroacetone, and benzoylacetone has been investigated in the presence of trioctylphosphine oxide as a hydrophobic neutral ligand in 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide as an ionic liquid. The extractability of heavier Ln was remarkably enhanced, resulting in a significant improvement in the separation of Ln. It was found that the present synergism is ascribed to the formation of cationic ternary complexes, followed by ion exchange into the ionic liquid.

論文

Specific cooperative effect of a macrocyclic receptor for metal ion transfer into an ionic liquid

岡村 浩之; 池田 篤史*; 斉藤 拓巳*; 青柳 登; 長縄 弘親; 平山 直紀*; 梅谷 重夫*; 井村 久則*; 下条 晃司郎

Analytical Chemistry, 84(21), p.9332 - 9339, 2012/11

 被引用回数:23 パーセンタイル:62.59(Chemistry, Analytical)

An intramolecular cooperative extraction system for the removal of strontium cations (Sr$$^{2+}$$) from water by use of a novel macrocyclic receptor (H$$_{2}$$$$beta$$DA18C6) composed of diaza-18-crown-6 and two $$beta$$-diketone fragments in ionic liquid (IL) is reported, together with X-ray spectroscopic characterization of the resulting extracted complexes in the IL and chloroform phases. The covalent attachment of two $$beta$$-diketone fragments to a diazacrown ether resulted in a cooperative interaction within the receptor for Sr$$^{2+}$$ transfer, which remarkably enhanced the efficiency of Sr$$^{2+}$$ transfer relative to a mixed $$beta$$-diketone and diazacrown system. The intramolecular cooperative effect was observed only in the IL extraction system, providing a 500-fold increase in extraction performance for Sr$$^{2+}$$ over chloroform. Slope analysis and potentiometric titration confirmed that identical extraction mechanisms operated in both the IL and chloroform systems. Extended X-ray absorption fine structure spectroscopy revealed that the average distance between Sr$$^{2+}$$ and O atoms in the Sr$$^{2+}$$ complex was shorter in IL than in chloroform. Consequently, Sr$$^{2+}$$ was held by H$$_{2}$$$$beta$$DA18C6 more rigidly in IL than in chloroform, representing an important factor dominating the magnitude of the intramolecular cooperative effect of H$$_{2}$$$$beta$$DA18C6 for Sr$$^{2+}$$.

論文

Measurement of fluorine distribution in carious enamel around 1.5-year aged fluoride-containing materials

小松 久憲*; 小島 健太郎*; 船戸 良基*; 松田 康裕*; 木地村 太基*; 奥山 克史*; 山本 洋子*; 岩見 行晃*; 恵比須 繁之*; 能町 正治*; et al.

JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 85, 2012/01

The fluoride contained in some restorative material was demonstrated as a great benefit source for preventing dental caries. However, long-term caries preventive effect of fluoride- containing materials (FCMs) is still a matter of debate, since the amount of fluoride released from FCM decreases with time. The purpose of this study was to measure the fluorine (F) distribution in carious enamel around aged FCMs using an in-air micro-PIGE/PIXE system at TIARA. As a result, no difference in F uptake among the materials in 1.5-year storage indicated that there was no difference in long-term caries preventive effect among the materials used in the present study. Short-term caries preventive effect of FCM could not predict the existence of long-term effect.

論文

Laser-induced fluorescence and infrared spectroscopic studies on the specific solvation of tris(1-(2-thienyl)-4,4,4-trifluoro-1,3-butanedionato)europium(III) in an ionic liquid

岡村 浩之; 坂江 広基*; 木谷 径治*; 平山 直紀*; 青柳 登; 斎藤 拓巳*; 下条 晃司郎; 長縄 弘親; 井村 久則*

Polyhedron, 31(1), p.748 - 753, 2012/01

 被引用回数:28 パーセンタイル:87.68(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

The extraction constant and the two-phase stability constant of tris(2-thenoyltrifluoroacetonato) europium(III) between 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide ([C$$_{4}$$mim][Tf$$_{2}$$N]) as an ionic liquid and an aqueous phase were determined by considering the extraction equilibria. Specific solute-solvent interactions between the neutral Eu(III) chelate and [C$$_{4}$$mim][Tf$$_{2}$$N] molecules were revealed from the relationships between the distribution constant of the enol form of 2-thenoyltrifluoroacetone (Htta) and the distribution constant ($$K$$$$_{rm D,M}$$) of the neutral Eu(III) chelate. The coordination environment of Eu$$^{3+}$$ in the neutral Eu(III) chelate in [C$$_{4}$$mim][Tf$$_{2}$$N] was investigated by time-resolved laser-induced fluorescence spectroscopy and infrared absorption spectroscopy. Both methods consistently indicated that not only the Eu(III)chelate extracted but also Eu(tta)$$_{3}$$(H$$_{2}$$O)$$_{3}$$ synthesized as a solid crystal were almost completely dehydrated in [C$$_{4}$$mim][Tf$$_{2}$$N] saturated with water. Consequently, the higher $$K$$$$_{rm D,M}$$ or extractability of the neutral Eu(III) chelate in the [C$$_{4}$$mim][Tf$$_{2}$$N] system can be ascribed to the dehydration of the Eu(III) chelate, which is caused by the specific solvation with [C$$_{4}$$mim][Tf$$_{2}$$N] molecules.

論文

Fluorine analysis of human enamel around fluoride-containing materials under different pH-cycling by $$mu$$-PIGE/PIXE system

小松 久憲*; 山本 洋子*; 松田 康裕*; 木地村 太基*; 衣川 道彦*; 奥山 克史*; 能町 正治*; 安田 啓介*; 佐藤 隆博; 及川 将一*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 269(20), p.2274 - 2277, 2011/10

 被引用回数:18 パーセンタイル:78.97(Instruments & Instrumentation)

The purpose of this study was to determine F uptake into enamel around FCMs under different pH-cycling using the in-air $$mu$$-PIGE/PIXE system at TIARA. After pH-cycling, the caries progression in all materials was analyzed using transverse microradiography (TMR). The F and calcium distributions of the lesion in each specimen of FCMs were evaluated using PIGE/PIXE system. The amount of F in the outer 150 $$mu$$m of the lesion was then calculated for comparing F uptake. As a result, there was a difference in the caries progression between materials. In clinical setting, it is important to select FCM according to the caries risk. From F analysis, there was no significant difference in the F uptake from each material between the solutions, though there was significant difference between the materials.

論文

Synergistic effect of 18-crown-6 derivatives on chelate extraction of lanthanoids(III) into an ionic liquid with 2-thenoyltrifluoroacetone

岡村 浩之; 平山 直紀*; 森田 耕太郎*; 下条 晃司郎; 長縄 弘親; 井村 久則*

Analytical Sciences, 26(5), p.607 - 611, 2010/05

 被引用回数:54 パーセンタイル:85.27(Chemistry, Analytical)

The synergistic effect of 18-crown-6 derivatives, such as 18-crown-6 (18C6), ${it cis}$-dicyclohexano-18-crown-6 (DC18C6) and dibenzo-18-crown-6 (DB18C6), on the extraction of trivalent lanthanoids (Ln$$^{3+}$$) into an ionic liquid, 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide, with 2-thenoyltrifluoroacetone (Htta) was investigated. The extractability of lighter Ln$$^{3+}$$ was enhanced by adding 18C6 or DC18C6, whereas no enhancement of the extractability was observed by adding DB18C6. Moreover, the synergistic effect by the crown ether (CE) was increased along with the decrease in the atomic number of Ln. In the synergistic extraction system, Ln$$^{3+}$$ was extracted as cationic ternary complexes Ln(tta)$$_{2}$$(CE)$$^{+}$$ and Ln(tta)(CE)$$^{2+}$$, and it was suggested that the formation of the Ln(tta)(CE)$$^{2+}$$ complex as an extracted species results in the large synergistic effect. This synergistic effect originated in a size-fitting effect of CE on complexation to Ln$$^{3+}$$.

論文

Cooperative intramolecular interaction of diazacrown ether bearing $$beta$$-diketone fragments on an ionic liquid extraction system

下条 晃司郎; 岡村 浩之; 平山 直紀*; 梅谷 重夫*; 井村 久則*; 長縄 弘親

Dalton Transactions, 2009(25), p.4850 - 4852, 2009/07

本研究では、$$beta$$-ジケトン部位を2つ有するクラウンエーテル(H2$$beta$$DA18C6)を新規に合成し、イオン液体及びクロロホルムへのストロンチウムイオン(Sr$$^{2+}$$)の抽出挙動について検討した。また、$$beta$$-ジケトン(HPMBP)単独系,ジベンジルジアザクラウンエーテル(DBzDA18C6)単独系及び両者を単に混合させた系においても同様に検討を行い、配位子の性能評価を行った。クロロホルムを用いた場合HPMBP単独系及びDBzDA18C6単独系ではSr$$^{2+}$$の抽出は起こらないが、両者を混合した場合において協同効果が働き、定量的な抽出が可能となった。またH2$$beta$$DA18C6系においても定量的な抽出が可能であったが、混合系との抽出挙動に大きな違いは見られなかった。一方、イオン液体を用いた場合、HPMBP単独系では抽出が起こらないがDBzDA18C6単独系ではpHの増加とともに抽出が進行した。両者の混合系は、DBzDA18C6単独系と同様の抽出挙動を示したことから、Sr$$^{2+}$$の抽出においてHPMBPは関与していないことが示唆された。しかし、H2$$beta$$DA18C6の抽出能は混合系と比較して劇的に向上し、より酸性側でSr$$^{2+}$$の抽出が可能になった。これは、イオン液体系を用いることでH2$$beta$$DA18C6の分子内協同効果が発現し、Sr$$^{2+}$$に対する抽出能が向上したものと考えられる。

論文

EUV light source by high power laser

井澤 靖和*; 西原 功修*; 田沼 肇*; 佐々木 明; 村上 匡且*; 砂原 淳*; 西村 博明*; 藤岡 慎介*; 青田 達也*; 島田 義則*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 112, p.042047_1 - 042047_4, 2008/00

 被引用回数:8 パーセンタイル:93.57

高出力EUV光源システムの開発のために、レーザー生成Snプラズマの理論的,実験的なデータベースの構築を行った。プラズマの基礎過程の理解のもとに、デブリ粒子の発生を抑止しつつ、高効率で高出力の発光を得るための、最適なレーザー及びプラズマの条件が明らかになった。先進的なターゲット製造技術や、高出力レーザーの技術の開発についても併せて報告する。

論文

Solvent effect in supercritical carbon dioxide extraction of metal ions

目黒 義弘; 扇柳 仁*; 富岡 修; 井村 久則*; 大橋 弘三郎*; 吉田 善行; 中島 幹雄

Proceedings of 2nd International Symposium on Supercritical Fluid Technology for Energy and Environment Applications (Super Green 2003), p.175 - 179, 2004/00

超臨界流体抽出の最大の特色の一つは、圧力によって金属の分配挙動を制御できることである。この溶媒効果を理論的に解析することによって、金属抽出における最適な条件を推定することが可能となる。硝酸溶液/リン酸トリブチル(TBP)系の超臨界二酸化炭素抽出におけるウラン(VI)とプルトニウム(IV)の分配比(D)及び塩酸溶液/2-メチル-8-キノリノール(HMQ)系の抽出におけるパラジウム(II)の分配比を、種々の圧力で測定した。疎水性の抽出剤であるTBPを用いるウランとプルトニウムの抽出において、分配比の対数値(log D)と二酸化炭素の溶解パラメーターとの間に、負の傾きを持つ直線関係が観察できた。一方、親水性抽出剤であるHMQを用いるパラジウムの抽出では、log Dと溶解パラメーターとの間に、正の傾きを持つ直線関係が観察できた。正則溶液論を用いて、この直線関係を理論的に導出することに成功した。

口頭

$$beta$$-ジケトンとクラウンエーテルを用いるランタノイドのイオン液体協同抽出系の構築

岡村 浩之; 平山 直紀*; 下条 晃司郎; 長縄 弘親; 井村 久則*

no journal, , 

$$beta$$ジケトン(HTTA)とクラウンエーテルを抽出剤に用いてランタノイドのイオン液体への抽出を行った。それぞれ単独の抽出剤を用いた場合、それほどランタノイドに対する抽出能は高くないが、両者の抽出剤を混合することにより協同効果が働き、大幅に抽出能が向上した。さらに、選択性も大きく変化し、$$beta$$ジケトン単独系では重希土に選択性があるものの、協同効果系では軽希土に高い選択性を示した。

口頭

大環状化合物を用いるイオン液体へのランタノイドの協同抽出

岡村 浩之; 平山 直紀*; 下条 晃司郎; 長縄 弘親; 井村 久則*

no journal, , 

$$beta$$ジケトンとクラウンエーテルを抽出剤に用いてランタノイドのイオン液体への抽出を行った。それぞれ単独の抽出剤を用いた場合、それほどランタノイドに対する抽出能は高くないが、両者の抽出剤を混合することにより協同効果が働き、大幅に抽出能が向上した。さらに、選択性も大きく変化し、$$beta$$ジケトン単独系では重希土に選択性があるものの、協同効果系では軽希土に高い選択性を示した。

口頭

金属イオンのイオン液体抽出系における分子内協同効果の発現

岡村 浩之; 下条 晃司郎; 平山 直紀*; 梅谷 重夫*; 井村 久則*; 長縄 弘親

no journal, , 

大環状化合物クラウンエーテルに金属結合能の大きい配位子を結合した新規抽出剤を合成した。この抽出剤を用いてストロンチウムの抽出をイオン液体及びクロロホルム系で行い、比較検討した。その結果、クロロホルム系では余り大きな抽出能を示さないが、イオン液体系では高い抽出能を示した。これは新規に合成した抽出剤がイオン液体系でのみ分子内協同効果を発揮するためである。また、逆抽出操作を行った結果、弱酸性水溶液を用いることで容易に抽出された金属の回収が可能であった。

口頭

$$beta$$-ジケトン部位を有するクラウンエーテルの分子内協同効果を利用したイオン液体抽出系

岡村 浩之; 下条 晃司郎; 平山 直紀*; 梅谷 重夫*; 井村 久則*; 長縄 弘親

no journal, , 

本研究では、$$beta$$-ジケトン部位を2つ有するクラウンエーテル(H2$$beta$$DA18C6)を新規に合成し、イオン液体へのストロンチウムイオン(Sr2+)の抽出挙動について検討した。また、比較のためにクラウンエーテル(DBzDA18C6)単独系,$$beta$$-ジケトン(HPMBP)単独系及び両者を単に混合させた系、さらにクロロホルムを抽出溶媒に用いた系についても検討した。クロロホルムを用いた場合、DBzDA18C6単独系及びHPMBP単独系ではSr2+の抽出は起こらないが、DBzDA18C6+HPMBP混合系において協同効果が働き、定量的な抽出が可能となった。またH2$$beta$$DA18C6系においても定量的な抽出が可能であったが、混合系との抽出挙動に大きな違いは見られなかった。一方イオン液体を用いた場合、HPMBP単独系では抽出されないが、DBzDA18C6単独系ではpHの増加とともに抽出が進行した。DBzDA18C6+HPMBP混合系はDBzDA18C6単独系と同様の抽出挙動を示したことから、Sr2+の抽出においてHPMBPは関与していないことが示唆された。しかし、H2$$beta$$DA18C6の抽出能はDBzDA18C6+HPMBP混合系と比較して劇的に向上し、より酸性側でSr2+の抽出が可能になった。これは、イオン液体系においてH2$$beta$$DA18C6の分子内で効率的に協同効果が発現し、Sr2+に対する抽出能が向上したものと考えられる。

口頭

B-ジケトン結合クラウンエーテルの分子内協同効果とイオン液体抽出系の新展開

下条 晃司郎; 岡村 浩之; 平山 直紀*; 梅谷 重夫*; 井村 久則*; 長縄 弘親

no journal, , 

本研究では、$$beta$$-ジケトン部位を2つ有するクラウンエーテル(H2$$beta$$DA18C6)を新規に合成し、イオン液体及びクロロホルムへのストロンチウムイオン(Sr$$^{2+}$$)の抽出挙動について検討した。また、$$beta$$-ジケトン(HPMBP)単独系,ジベンジルジアザクラウンエーテル(DBzDA18C6)単独系及び両者を単に混合させた系においても同様に検討を行い、配位子の性能評価を行った。クロロホルムを用いた場合HPMBP単独系及びDBzDA18C6単独系ではSr$$^{2+}$$の抽出は起こらないが、両者を混合した場合において協同効果が働き、定量的な抽出が可能となった。またH2$$beta$$DA18C6系においても定量的な抽出が可能であったが、混合系との抽出挙動に大きな違いは見られなかった。一方、イオン液体を用いた場合、HPMBP単独系では抽出が起こらないがDBzDA18C6単独系ではpHの増加とともに抽出が進行した。両者の混合系は、DBzDA18C6単独系と同様の抽出挙動を示したことから、Sr$$^{2+}$$の抽出においてHPMBPは関与していないことが示唆された。しかし、H2$$beta$$DA18C6の抽出能は混合系と比較して劇的に向上し、より酸性側でSr$$^{2+}$$の抽出が可能になった。これは、イオン液体系を用いることでH2$$beta$$DA18C6の分子内協同効果が発現し、Sr$$^{2+}$$に対する抽出能が向上したものと考えられる。

口頭

クラウンエーテルを用いたイオン液体協同抽出系におけるランタノイドの抽出平衡解析

岡村 浩之; 平山 直紀*; 下条 晃司郎; 長縄 弘親; 井村 久則*

no journal, , 

イオン液体(IL)を抽出溶媒に、2-テノイルトリフルオロアセトン(Htta)を抽出剤に用いてランタノイドを抽出する際、クラウンエーテル(CE)を共存させると、軽希土の抽出が選択的に増大し、中・重希土よりも酸性側で抽出されるようになる。本研究では、ランタン(La)について抽出平衡解析を行い、IL協同抽出系における協同効果創出のメカニズムを調べた。スロープ解析の結果から、La$$^{3+}$$はおもにカチオン性三元錯体La(tta)$$_{2}$$(CE)$$^{+}$$及びLa(tta)(CE)$$^{2+}$$として抽出されていることが示された。どちらの錯体においてもCEが1分子配位しており、また、この抽出増大効果が中・重希土では見られないことから、CEの空孔とLa$$^{3+}$$とのサイズ適合が抽出増大に寄与していると考えられる。さらに、この結果より、抽出化学種であるカチオン性三元錯体は、CEの内部にLa$$^{3+}$$が結合し、さらに垂直方向からtta$$^{-}$$が1$$sim$$2分子配位したような構造であると予想される。また、さまざまなHtta及びCE濃度範囲における抽出で、五つの全抽出化学種La(tta)$$_{4}$$$$^{-}$$, La(tta)$$_{3}$$, La(tta)$$_{2}$$(CE)$$^{+}$$, La(tta)(CE)$$^{2+}$$, La(CE)$$^{3+}$$が確認できた。

口頭

イオン液体抽出系における$$beta$$-ジケトン結合クラウンエーテルの分子内協同効果

岡村 浩之; 下条 晃司郎; 平山 直紀*; 梅谷 重夫*; 井村 久則*; 長縄 弘親

no journal, , 

本研究では、$$beta$$-ジケトン部位を二つ有するクラウンエーテル(H$$_{2}$$$$beta$$DA18C6)を新規に合成し、イオン液体へのストロンチウムイオン(Sr$$^{2+}$$)の抽出挙動について検討した。また、比較のためにクラウンエーテル(DBzDA18C6)単独系,$$beta$$-ジケトン(HPMBP)単独系及び両者を単に混合させた系、さらにクロロホルムを抽出溶媒に用いた系についても検討した。クロロホルムを用いた場合、DBzDA18C6単独及びHPMBP単独では抽出されなかったが、両者を混合させると協同効果が働き定量的な抽出が可能になった。また、H$$_{2}$$$$beta$$DA18C6を用いても抽出されたが、DBzDA18C6+HPMBP混合系に対する優位性はあまり見られなかった。これに対し、[C$$_{2}$$mim][Tf$$_{2}$$N]を用いた場合には、DBzDA18C6単独でもpHの増加とともに抽出されるようになった。DBzDA18C6+HPMBP混合系はDBzDA18C6単独系と同様の抽出挙動を示したことから、HPMBPは関与していないことが示唆された。さらに、H$$_{2}$$$$beta$$DA18C6の抽出能はDBzDA18C6+HPMBP混合系と比較して劇的に向上し、より酸性側での抽出が可能になった。これは、イオン液体系においてH$$_{2}$$$$beta$$DA18C6の分子内で擬似的な協同効果が発現し、Sr$$^{2+}$$に対する抽出能が向上したものと考えられる。

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