【研究領域課題番号】18K19043 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ゲル液抽出法 / ハイドロゲル / f元素分離 / 放射光XAFS / 時分割XAFS / X線小角散乱 / 錯形成空間制御 / 錯体化学 / 小角散乱 / 配位空間制御

【研究成果の概要】

原子力の使用済燃料からマイナーアクチノイドとランタノイドといったf元素分離の高度相互分離を目指し、配位子搭載型感温性ゲル吸着剤による“錯形成空間の制御”の可能性を探索した。重合性官能基を有する架橋剤型配位子を合成し、感温性単量体と共重合してゲルを合成した。次いでU(VI)、Th(IV)、Eu(III)、Nd(III)といったf元素の吸着に及ぼす酸濃度依存性、温度依存性、吸着等温線などを取得した。ゲルの体積相転移温度前後においてゲル中の金属イオンの局所構造をXAFSで、昇温過程を時分割XAFSで、各温度での高分子のコンフォーメーションをSAXSで調査し、錯体構造と高分子物性の相関を考察した。

【研究の社会的意義】

難分離性の金属イオンを分離するための手法は様々な分野・領域において重要となっている。本研究では従来の水と油を用いる溶媒抽出法で用いられる配位子をゲルの3次元ネットワークに化学結合で取り込み、感温性を示すゲル吸着剤を合成した。ゲル吸着剤を用いた選択的な金属イオン吸着に及ぼす諸因子の影響を解明するため、錯体化学的手法と高分子化学的手法の両方を用いたアプローチを試みたことは学術的意義が高い。ゲル吸着剤を用いた“錯形成空間制御を利用したf元素分離”は、分離科学のみならず、ソフトマテリアル研究、錯体化学研究の発展にも資する基礎研究といえる。社会的意義の大きい分離試薬の開発につながると期待される。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2018-06-29 - 2020-03-31

【配分額】6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)