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論文

Thermoresponsive extraction of cadmium(II) ions by poly(TPEN-NIPA) gels; Effect of chain length and branched spacer structure on gel formation and extraction behavior

稲葉優介*; 津曲貴幸*; 喜田達也*; 渡部渉*; 中島靖隆*; 福岡佐千緒*; 森敦紀*; 松村達郎; 中野義夫*; 竹下健二*

Polymer Journal, 43(7), p.630 - 634, 2011/07

https://doi.org/10.1038/pj.2011.38

被引用回数：11 パーセンタイル：35.53(Polymer Science)

重合可能な二重結合を持つ官能基をピリジン環に結合させた-(tetrakis-2-pyridylmethyl)ethylenediamine (TPEN)の誘導体を合成し、重合開始剤としてazobisisobutyronitrile (AIBN)を使用して-isopropylacrylamide (NIPA)との共重合を試みた。得られたTPEN-NIPA重合ゲルは、膨潤/収縮挙動に温度応答性が認められ、さらに抽出剤であるTPENの性能が発揮され水溶液中のカドミウム(II)イオンを抽出可能であった。重合ゲルは、側鎖にpropyl基, butyl基, decyl基及びisopropyl基を持つTPEN誘導体を用意して重合した。これらについて、カドミウムイオン抽出の温度依存性を比較した。これらのゲルによる水溶液中のカドミウム(II)イオン抽出は、膨潤状態である5 $^{circ}$ Cにおいて効率が高く、収縮状態である45 $^{circ}$ Cでは、ほとんど抽出されなかった。また、側鎖にisopropyl基を持つTPEN誘導体による重合ゲルが、抽出性能の高い温度応答性を有することを見いだした。

論文

Thermo-responsive extraction of cadmium(II) ion with TPEN-NIPA gel; Effect of the number of polymerizable double bond toward gel formation and the extracting behavior

福岡幸男*; 喜田達也*; 中島康孝*; 津曲孝之*; 渡部渉*; 稲葉優介*; 森敦紀*; 松村達郎; 中野義夫*; 竹下健二*

Tetrahedron, 66(9), p.1721 - 1727, 2010/02

https://doi.org/10.1016/j.tet.2009.12.047

被引用回数：18 パーセンタイル：48.53(Chemistry, Organic)

ピリジン環に結合させた重合性二重結合を持つアルコキシ基の数を1-4に変化させたTPEN誘導体を合成し、それぞれN-イソプロピルアクリルアミド(NIPA)とAIBN存在下において共重合させた。得られたポリTPEN-NIPAゲルについて、膨潤/収縮特性の温度応答性と、水相中からのカドミウム(II)の抽出に温度変化を観察した。特に重合性二重結合を3個以上持つTPEN誘導体から構成されるポリマーゲルは、水中において温度に依存して明確な膨潤収縮性を示した。これらのゲルは、Cd(II)イオンを5 $^{circ}$ Cにおける膨潤状態で効率的に水相中から抽出したが、収縮状態である45 $^{circ}$ Cでは抽出はわずかに観察されたのみであった。

口頭

Syntheses and properties of TPEN derivatives bearing hydrophobic side-chains as separating agent for minor actinides from high-level radioactive waste

稲葉優介*; 喜田達也*; 渡部渉*; 森敦紀*; 松村達郎; 尾形毅*; 竹下健二*

no journal, ,

分離変換技術において、ランタノイドとマイナーアクチノイド(MA)の分離は重要な課題となっている。TPENは、MA分離プロセス構築のための分離試薬として有力な候補となっているが、水への溶解性と容易にプロトネーションする特性が、実用を困難なものとしている。MA分離の実用プロセスは、高い酸性溶液で構成されることになるため、疎水性が高く酸耐性のある配位子の開発が必要とされている。われわれは、アルコキシ基,フッ化アルコキシ基等のさまざまな疎水性側鎖を有するTPEN誘導体の効率的な合成と、硝酸系水溶液におけるAm(III)のEu(III)からの溶媒抽出について報告する。合成したTPEN誘導体は、側鎖を有しないTPENと比べ、高い疎水性を有することが確認され、低pH条件においてEuからのAmの分離に高い性能を発揮した。

口頭

合理的なMA回収工程の構築に向けた溶媒抽出/低圧損抽出クロマトグラフィを組み合わせたハイブリッド型プロセスの開発,2; 高TBP濃度条件におけるFP及びMA(III)の抽出挙動評価

江森達也; 森田圭介; 伴康俊; 佐藤広盛*; 木田福香*; 新井剛*; 佐野雄一

no journal, ,

高濃度TBP溶媒を用いた遠心抽出器による3価のマイナーアクチニド(MA(III))及び希土類(Ln(III))の共回収工程の設計及び実証の一環として、TBP濃度,硝酸濃度及び硝酸イオン濃度等をパラメータと設定し、核分裂生成物(FP)及びMA(III)に対する一段のバッチ抽出試験を行った。水相として100g/Lの金属イオンのみを含む系と10mmol/Lの金属イオンと0-6mol/Lの硝酸ナトリウムを含む系をそれぞれ用いた。各系の水相にはトレーサ量のAm-241, Cm-244, Eu-152を添加した。MA(III)及びLn(III)の分配比(D)とフリーTBP濃度(Tf)及び硝酸イオン濃度( $rm {C_{NO_3^-}}$ )の関係は、水相中の金属イオン濃度に関わらずほぼ同じであり、抽出挙動に大きな違いは見られなかった。 $rm {C_{NO_3^-}}$ が0.5-4mol/Lの領域において、log(D/ ${rm Tf^3}$ )-log $rm {C_{NO_3^-}}$ プロットは傾き3の直線となった。これは、TBPによるMA(III)及びLn(III)の抽出機構はMA(Ln):TBP:=1:3:3の錯形成によって進行するという既報の結果と矛盾しない。一方、 $rm {C_{NO_3^-}}$ が4mol/Lよりも高い領域では、同プロットの傾きは増大した。このことから、 $rm {C_{NO_3^-}}$ が高い領域における複数の抽出機構の存在が示唆された。