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佐々木 祐二; 吉光 諒*; 西浜 章平*; 新堀 雄麻*; 城石 英伸*
no journal, ,
新しい化合物、ビウレット(C8)を開発し、性能評価を行った。ビウレットはマロンアミドに近い構造をしているが、中央の炭素原子を窒素で置き換えたものである。一般に化学肥料の不純物として含まれるとされる。我々はこの化合物の末端の窒素原子に長いアルキル基(オクチル基)を修飾し、CHON化合物系の抽出剤として利用することを検討した。この化合物はビウレット反応を示すことが言われており、アミド酸素より、窒素による反応を示すことが一般的である。このため、ハードな金属に加えてソフト金属についての抽出性能を調べた。
元川 竜平
no journal, ,
抽出錯体溶液中では、錯体の濃度や溶液の温度に依存して複数の錯体が会合・凝集を起こすことがある。このような構造の一部は逆ミセルやエマルションとして知られているが、その詳細な構造や特性について明確な理解はされていないように思われる。溶媒抽出操作の際に頻繁に問題にされる有機相の相分離(第三相の生成)にもこれらの会合・凝集が関与していることが想像できるが、そのメカニズムは明らかにされているとは言い難い。これらの問題を解決するため、これまで我々は、中性子小角散乱(SANS)法, X線小角散乱法, 広域X線吸収微細構造(EXAFS)法, 理論計算を組み合わせることで、それらの溶液構造を明らかにする取り組みを行ってきた。本研究では、特に、有機相中で複数の抽出錯体や配位子によってつくられる凝集構造について、SANS測定を行った結果について紹介する。また、SANSデータを定量的に解析することで凝集体がどのような形状・大きさになるかを明らかにした上で、凝集する駆動力がどのような相互作用(分子間力)によるものかを明らかにする。
鈴木 英哉; 津幡 靖宏; 松村 達郎
no journal, ,
MA(III)分離のための新規抽出剤アルキルジアミドアミン(ADAAM)を開発した。ADAAMは、ソフトなNドナーとハードなOドナーを有するハイブリッド配位子である。多座配位子ADAAMの持つ分子構造により、高酸濃度条件下において、Am(III)とCm(III)との分離係数5.5が得られた。さらに、2-エチルヘキシル基を持つADAAM(EH)を用いて、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(III)とCm(III)との良好な分離に成功した。
村上 勢菜; 佐々木 祐二; 松宮 正彦*
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希土類元素と水溶性配位子が形成する錯体について、紫外可視分光法, 赤外分光法及び核磁気共鳴法を用いて、溶媒和構造の解析及び錯形成定数等の安定性に関する評価を行った。水溶性配位子にTEDGA, DOODA(C2)を選定し、硝酸及び塩化ナトリウム水溶液中における各種希土類元素に対する錯形成定数を紫外可視分光分析法によって決定した。また、赤外分光法や核磁気共鳴法により、各配位子の配位に関与する官能基を特定し、錯体構造と錯体の安定性に関する考察を行った。
松村 達郎; 伴 康俊; 鈴木 英哉; 津幡 靖宏; 樋川 智洋; 筒井 菜緒; 宝徳 忍; 鈴木 明日香
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分離変換技術の開発では、高レベル廃棄物の処分に係る負担の軽減化を目的として、長寿命核種を分離し核変換することによって短半減期化することを目指している。このためには、高レベル放射性廃液(HLW)中から特に寿命が長く放射能毒性の高いマイナーアクチノイド(MA)を分離するプロセスの実現が必要である。長寿命のMAのうちNpは再処理プロセスにおいてU, Puと共に回収し、Amを高レベル廃液から分離する。再処理後のHLWは、極めて高い放射能濃度を有する多成分の高硝酸濃度溶液であることから、3段階の分離操作によってAmの分離を達成する構成とした。このMA分離プロセスでは、まずMA・RE一括回収プロセスにおいてAn(III)をREと共に回収しHLWから99.9%のAn(III)を回収する。次のMA/RE相互分離プロセスにおいてAn(III)とREを相互に分離することで大量に存在し燃料製造時の妨害となるREを除去し、最後のAm/Cm分離プロセスにおいて半減期が短く発熱性であるCmを分離して核変換システムに供給可能な組成のAmを得る。各分離操作は、MAトレーサーを含む模擬廃液をフィード液としたフローシート試験によって性能を確認し、さらに上流側であるMA・RE一括回収プロセスから実廃液試験を実施中である。発表では、各プロセスの開発の詳細について、実施中である実廃液試験の結果を含めて紹介する。
トリメチルグリシンを官能基とする樹脂のPd(II)吸着特性鈴木 智也*; 成田 弘一*; 尾形 剛志*; 鈴木 英哉; 松村 達郎
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硝酸水溶液中の白金族金属は難分離性の元素である。しかしながら、近年、双性イオンであるトリメチルグリシンを官能基とする樹脂が硝酸水溶液中の白金族金属に高い吸着選択性を有することがわかってきている。これまでの研究から、-COO-がPd(II)の吸着に重要な役割をすることはわかっているが、詳細な反応は明らかではない。そこで、本研究では、トリメチルグリシン型樹脂の硝酸水溶液中からのPd(II)に関する吸着挙動を検討し、反応メカニズムの提案を行った。吸着挙動と吸着前後のFT-IRの測定結果から、HNO
の吸着により生じた-N(CH)
-CH-COOH・NOのH
とPdカチオンが交換することで吸着が起こると予想される。
下条 晃司郎; 杉田 剛; 矢部 誠人*; 岡村 浩之; 大橋 朗*; 長縄 弘親
no journal, ,
溶媒抽出法は有価金属の回収や有害金属の除去といった様々な金属イオンの分離において有効な技術である。以前、我々はモノアミドとカルボン酸をエーテルで連結したジグリコールアミド酸型抽出剤(DODGAA)を安価に製造し、工業用抽出剤より優れた抽出分離能を有することを報告した。本研究では、さらに抽出分離能を改善するため、ジアミドとカルボン酸を窒素ドナーで連結した新規抽出剤(TONTADA)を合成し、56種の金属に対する抽出特性を網羅的に調査した。その結果、TONTADAはDODGAAや市販抽出剤に比べてSc(III), Cu(II), Ni(II), Co(II), In(III), Ga(III), Hg(II), 白金族金属, Hf(IV), V(V), Mo, W(VI), Re(VII)など様々なレアメタルに対して高い抽出分離能を示した。
杉田 剛; 岡村 浩之; 長縄 弘親; 下条 晃司郎
no journal, ,
溶媒抽出法における効率は抽出剤に左右されるため、高機能な抽出剤の開発が求められる。本研究では、新規に合成した三座配位構造を持つリン酸系抽出剤(DOAOBPA)を用いて、56種類の金属イオンを対象とした網羅的抽出を行った。その結果、DOAOBPAは全ての金属イオンに対して従来の抽出剤と比較して極めて高い抽出能を有することが明らかとなった。さらに、DOAOBPAは二価の金属イオンの混合水溶液からPbを選択的に抽出可能であることが示され、これはDOAOBPAの持つ三座配位構造に起因することが示唆された。
N
アニオンの役割岡村 浩之; 青柳 登; 下条 晃司郎; 長縄 弘親; 井村 久則*
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イオン液体(IL)を抽出媒体として用いた場合、有機溶媒系と比較して中性錯体の抽出性が向上することがわかってきたが、IL中における中性金属キレートの溶媒和状態についてはほとんど研究されていない。本研究では、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])-水系における中性のトリス(2-テノイルトリフルオロアセトナト)ユウロピウム(III) (Eu(tta))キレートの分配定数を正則溶液論に基づいて解析した。さらに、時間分解レーザー励起蛍光分光法(TRLFS)によりEu(tta)キレートの溶媒和状態を調べ、IL抽出におけるTfNアニオンの役割を明らかにした。Eu(tta)の分配定数に対して正則溶液論を適用したところ、Eu(tta)と[Cmim][TfN]間に特異的な溶質-溶媒相互作用があることがわかった。さらに、TRLFSからIL中でEu(tta)の水分子とTfNの間で配位子交換が起こっており、Eu(tta)に対するTfNの配位能は水分子よりも高いことが示された。したがって、中性キレートへのTfNの配位により疎水性の高い金属キレートが形成されるため、抽出性が高くなることが明らかになった。
長縄 弘親; 柳瀬 信之; 永野 哲志
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エマルションフロー法によって、AlOなどの微粒子を液液界面吸着に基づいて回収すると同時に、レアアー スの1つであるYbを溶媒抽出した実験結果を紹介する。また、エマルションフロー法に基づいて、溶存成分と固形成分の両方を簡便・迅速 ・高効率に同時回収する新技術は、自動車用水性塗料廃液の浄化などに応用できることが分かった。