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論文

溶媒抽出法による白金族金属分離に関する最近の研究

成田 弘一*; 鈴木 智也*; 元川 竜平

日本金属学会誌, 81(4), p.157 - 167, 2017/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:60.17(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

Most of the refineries for platinum group metals (PGMs) in Japan have adopted solvent extraction methods for mutual separation of PGMs. Few effective extractants for industrial use have been found although some industrial processes were established in 1970s. Recently, some compounds have been reported as candidates for practical PGM extractants in addition to new concepts for PGM extraction mechanisms. In this review article, we present well-known PGM recovery processes based on solvent extraction, industrial extractants and their properties, and conventional extraction mechanism for PGMs. Additionally, we discuss recent interesting extraction systems (amide-type compounds and ionic liquid) and then introduce new extraction concepts based on the specific interactions at the outer-sphere of a metal complex in the organic phase.

論文

Selective extraction of Pt(IV) over Fe(III) from HCl with an amide-containing tertiary amine compound

前田 泰生*; 成田 弘一*; 所 千晴*; 田中 幹也*; 元川 竜平; 塩飽 秀啓; 矢板 毅

Separation and Purification Technology, 177, p.176 - 181, 2017/04

The separation properties of Pt(IV) over Fe(III) in HCl solutions using $$N$$-2-ethylhexyl-bis($$N$$-di-2-ethylhexyl-ethylamide)amine (EHBAA) were investigated and then compared with those using the conventional extractant tri-$$n$$-octylamine (TOA). Also, the structural analyses of Pt(IV) in both of the aqueous (HCl solution) and organic (EHBAA in $$n$$-dodecane-2-ethylhexanol solution) phases were performed with EXAFS spectroscopy. The extractability of Pt(IV) was much higher with EHBAA than with TOA in the studied HCl concentration range (0.2-0.8 M HCl); additionally, EHBAA selectively extracted Pt(IV) over Fe(III) under the condition of [EHBAA] $$leq$$ 0.1 M and [HCl] $$leq$$ 1 M. The Pt(IV) loading capacity of 0.1 M EHBAA was about 9.2 g/L (about 0.05 M). Most of the Pt(IV) extracted with 0.1 M EHBAA from 1 M HCl was stripped with 0.1 M NaOH; the co-extracted Fe(III) was selectively scrubbed with distilled water. The structural studies indicated that the Pt(IV) extracted with EHBAA from 1 M HCl formed an ion-pair complex, [PtCl$$_{6}$$]$$cdot$$(EHBAA$$cdot$$H)$$_{2}$$.

口頭

パラジウムのレーザー誘起微粒子化におけるモリブデンイオン共存効果

佐伯 盛久; 田口 富嗣; 松村 大樹; 中島 信昭*; 大場 弘則

no journal, , 

パラジウムなどの白金族金属イオン水溶液に紫外レーザーを照射すると光還元反応が起こり、還元によって電荷的に中性化した金属は凝集して微粒子化する。我々はこのレーザー誘起微粒子化反応を利用した元素分離法を考案し、放射性廃液から白金族金属イオンを効率的に微粒子化して分離する方法を研究してきた。ところで、通常、レーザー誘起微粒子化反応を起こすためには、白金族金属イオン水溶液に犠牲剤として多量のアルコールを添加する必要がある。しかし、放射性廃液に多量のアルコールを添加するのは、予期せぬ反応が起こる可能性があり、望ましくない。今回我々は、(1)添加アルコール濃度を1%まで減らしても、パラジウムイオン水溶液にモリブデン負イオンを加えれば効率的にレーザー誘起微粒子化反応を進行させることができ、(2)その反応効率が照射パルスレーザーの繰返し周波数に依存して変化することを見出したので、報告する。

口頭

アミドおよびウレア系抽出剤による白金(IV)の抽出に関する分光学的解析

上田 祐生; 杉田 剛; 岡村 浩之; 下条 晃司郎; 長縄 弘親; 森貞 真太郎*; 川喜田 英孝*; 大渡 啓介*

no journal, , 

白金族金属(PGMs)は現代産業において不可欠な金属であり、自動車排ガス触媒, 宝飾品, 電子機器、および歯科材料などにおいて活発に利用されている。増加する需要に合わせて、一次鉱石および二次鉱石からの目的元素の抽出率を高めるために、一般に浸出液中においてアニオン種として存在している白金族金属アニオン性クロロ錯体の液-液抽出に関する高効率なレセプターが求められている。ウレア基やアミド基を有する配位子は、アニオンに対して水素結合を形成する。ウレア基またはアミド基を有する新規抽出試薬を合成し、それらによる白金(IV)の抽出挙動および抽出メカニズムを検討した。

口頭

アミドおよびウレア型抽出剤によるPt(IV)の抽出に関する分光学的解析

上田 祐生; 杉田 剛; 岡村 浩之; 下条 晃司郎; 長縄 弘親; 森貞 真太郎*; 川喜田 英孝*; 大渡 啓介*

no journal, , 

白金族金属(PGMs)は現代産業において不可欠な金属であり、自動車排ガス触媒、宝飾品、電子機器、および歯科材料など様々な分野で活発に利用されている。増加する需要に合わせて、一次鉱石および二次鉱石からの目的元素の抽出率を高めるために、浸出液中においてアニオン種として存在している白金族金属アニオン性クロロ錯体の液-液抽出に関する高効率な抽出剤が求められている。ウレア基やアミド基を有する配位子は、アニオンに対して水素結合を形成する。ウレア基またはアミド基を有する新規抽出剤を合成し、それらによる白金(IV)の抽出挙動および抽出メカニズムを検討した。

口頭

ウレア型Task-specificイオン液体によるPd(II)とPt(IV)の抽出・分離

上田 祐生; 杉田 剛; 岡村 浩之; 長縄 弘親; 下条 晃司郎

no journal, , 

溶媒抽出法において使用される揮発性の有機溶媒の代替物として、イオン液体(IL)が注目されている。これまでに白金族金属(PGM)の分離を目的としたILを用いた抽出系は多数報告されているが、単一の抽出剤を使用した抽出系における、PdとPtの個別分離が可能な系は報告されていない。本研究では、PdおよびPtの個別分離を目的として、ウレア基を有する新規イミダゾリウム系ILを合成し、PdおよびPtに対する抽出能の評価を行った。その結果、従来のILでは達成されていなかったPdとPtの個別分離が達成された。さらに、抽出機構の解析から、PdとPtそれぞれの抽出機構の違いを明らかにした。

口頭

Urea-introduced ionic liquid for the extraction and separation of Pd(II) and Pt(IV)

上田 祐生; 杉田 剛; 岡村 浩之; 長縄 弘親; 下条 晃司郎

no journal, , 

資源の安定供給という観点から白金族金属(PGM)のリサイクルは活発に行われている。しかしながら、PGMの相互分離が可能な分離剤はほとんどなく、高選択的な分離剤の開発が求められている。イオン液体(IL)とは、常温で液体の塩であり、その優れた化学的性質から有機溶媒に替わる代替溶媒として利用可能である。本研究では、ILの荷電化学種が抽出可能であることと化学修飾により機能化できることに着目し、白金(Pt)とパラジウム(Pd)の相互分離を達成するための新規ウレア基導入ILを合成した。このILによるPt(IV)とPd(II)の抽出特性を検討したところ、従来の系では不可能であったPt(IV)とPd(II)の相互分離を達成した。さらに、抽出機構の分光学的解析から、導入したウレア基が2つの異なる機能を発現し、Pt(IV)とPd(II)をそれぞれ異なる抽出機構で抽出していることを明らかにした。

口頭

ウレア基を導入したイオン液体によるPd(II)とPt(IV)の抽出分離

上田 祐生; 杉田 剛; 岡村 浩之; 長縄 弘親; 下条 晃司郎

no journal, , 

白金族金属(PGM)は、資源の安定供給という観点からリサイクルが活発に行われているが、PGMの相互分離が可能な分離剤はほとんどなく、高選択的な分離剤の開発が求められている。イオン液体(IL)とは、常温で液体の塩であり、不揮発性及び難燃性などの性質から有機溶媒に替わる代替溶媒として利用可能である。本研究では白金(Pt)とパラジウム(Pd)の相互分離を達成するために、ILの荷電化学種が抽出可能であることと化学修飾により機能化できることに着目し、新規ウレア基導入ILを合成した。このILによるPt(IV)とPd(II)の抽出特性を検討したところ、従来の系では不可能であったPt(IV)とPd(II)の相互分離を達成した。さらに、抽出機構の分光学的解析から、導入したウレア基が2つの異なる機能を発現し、Pt(IV)とPd(II)をそれぞれ異なる抽出機構で抽出していることを明らかにした。

口頭

白金族金属の選択的回収のための新規イオン液体開発

上田 祐生; 菊池 圭

no journal, , 

白金(Pt)およびパラジウム(Pd)は、主に自動車排ガス触媒として利用されており、これらの需要拡大に伴い、リサイクルが活発に推進されている。しかしながら、PtとPdの化学的性質は非常に類似しているため分離が困難であり、その相互分離剤の開発が求められている。本研究では、イオン液体(IL)が化学修飾により機能化可能であることに着目し、PtとPdの相互分離のための尿素型およびチオ尿素型ILを開発した。これらのILによるPtとPdの分離特性を評価したところ、低pH条件において尿素型ILはPtの分離を、チオ尿素型ILはPdの分離を達成した。数種の分光測定により、これらの選択性の起源を明らかにした。

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