成果報告書詳細
管理番号20140000000363
タイトル平成23年度成果報告書 平成20年度第1回採択産業技術研究助成事業 08C46218d ラン藻由来超巨大糖鎖ゲルを用いた高性能レアアースメタル回収システムの構築 平成23年度最終
公開日2014/7/1
報告書年度2011 - 2011
委託先名国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学金子達雄
プロジェクト番号P00041
部署名技術開発推進部
和文要約高周波誘電緩和測定の結果、サクラン分子鎖の周囲を覆う水分子の数は一糖残基あたり5分子程度であることが判明した。これは一般的な値と比較して非常に低い値であり、サクランが会合していることが分かった。また、示差走査熱量測定により、サクランの近傍に不凍水が存在することが証明され、その形成はサクランと金属イオンとの複合体形成により強く影響を受けることが分かった。さらに、金属イオン添加によるサクラン水溶液の粘弾性から、サクラン分子鎖はイオン存在下では会合状態よりもむしろ解け絡み合い高分子に近い状態で三次元網目構造が形成されると示唆された。以上のように、サクラン分子鎖の溶液構造は金属イオンの存在により大きく影響を受けることが分かった。次に、金属イオン吸着の結果形成されると考えられるナノ構造体の形態をクリオTEMにより観察した。その結果、三価イオンの存在下でのみ、サブミクロンレベルの架橋点間距離を持つ編み目を形成していることが証明された。次に、スポンジゲルを用いて電解析出条件を探った結果、希土類に関してはごく少量の白色物質が得られる程度であった。一方、インジウムに関しては非常に効率よく析出した。そこで、インジウム(III)イオンとスズ(IV)イオン(10:1)のモデル工業用水にこの条件を適用し、この作業を繰り返した結果、厚みのあるインジウム金属膜を陰極上に析出させ、さらに陰極から引きはがすことに成功した。この金属膜の純度は99.9%以上であった。
英文要約The number of water molecules surrounding one sugar residue of sacran chain was estimated to be only around 5 by high-frequency dielectric relaxation measurement. The value is very low comparing to other sugars, implying association of sacran chains. DSC measurement revealed the presence of non-freezing water around sacran chains and the formation was influenced strongly by the metal-sacran complexation. From further measurement of viscoelasticity of sacran solution, sacran 3D network in the presence of metal ions was suggested to form by entanglement rather than by association. Thus various measurement indicated the sacran solution structures were strongly affected by metal ions. Nano-structures formed by metal ion adsorption were observed by Cryo-TEM, resulting in the formation of networks with a submicron distance between cross-linking points in the presence of trivalent metal ions. Finally we studied electronic-deposition from spongy gel complexes, and found that only very small amount of rare-earth metals were deposited on electrodes while indium metals were deposited efficiently. From the model solution of In(III)/Sn(IV) (10:1) solution, Indium foil with a purity grade of 99.9% was formed on anode and peeled.
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