Development of new inorganic-biomass adsorbents using sol-gel method and establishment of innovative separation process for critical metals

利用溶胶-凝胶法开发新型无机生物质吸附剂并建立关键金属的创新分离工艺

• 批准号: 23360405
• 负责人: BABA YOSHINARI
• 金额: $ 11.81万
• 依托单位: University of Miyazaki
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23360405/
• 关键词: 廃棄物再資源化; 環境材料; 反応・分離化学; 分子認識; 環境技術; ゾル・ゲル法; キトサン誘導体/シリカ; レアメタル; 貴金属; 鋳型吸着材; パーフュージョンクロマト; ハイブリッド; 高選択的吸着材; キトサン/シリカ; 吸着

New adsorbents using chitosan with the primary amine and lignin with phenolic and hydroxyl groups were developed to elucidate the relationship between their chemical structures and selectivity for critical metals. We also found that the adsorbents prepared by the ion-imprinting method were able to recognize not the ion-size of target metal ion but its complex structure. The hybrid adsorbents of silica/chitosan derivatives with through-pores also were obtained by cross-linking the chitosan derivatives with silica (TEOS) using the sol-gel method. The hybrid adsorbents exhibited the high selectivity for precious metals while those on lignin exhibited the selective adsorption for base metals such as Pb, Cd and Zn. Silica/chitosan derivatives achieved the space velocity (SV) of 50-500 folds over the conventional SV in column method. Chitosan-coated filter was also prepared by a dipping method, and selective recovery of In over Ga from industrial wastes was established using this filter.

使用具有伯胺的壳聚糖和具有酚基和羟基的木质素开发了新型吸附剂，以阐明它们的化学结构和对关键金属的选择性之间的关系。我们还发现，通过离子印迹方法制备的吸附剂不能识别目标金属离子的离子大小，而是能够识别其复杂结构。采用溶胶-凝胶法将壳聚糖衍生物与二氧化硅（TEOS）交联，得到具有通孔的二氧化硅/壳聚糖衍生物杂化吸附剂。混合吸附剂对贵金属表现出高选择性，而木质素上的吸附剂对贱金属（如 Pb、Cd 和 Zn）表现出选择性吸附。二氧化硅/壳聚糖衍生物的空速 (SV) 是传统柱法空速 (SV) 的 50-500 倍。还通过浸渍法制备了壳聚糖涂层过滤器，并利用该过滤器建立了从工业废物中选择性回收 In 而非 Ga 的方法。

项目成果

Synthesis of Phosphonic Acid and Selective Extraction of Indium(III) and Gallium(III) from Acidic Media Containing Zinc(II)

膦酸的合成及从含锌(II)酸性介质中选择性萃取铟(III)和镓(III)

• 发表时间: 2011
• 期刊: Solvent Extraction Research and Development Japan
• 作者: A.Koshimato;T.Oshima;K.Ohto;Y.Baba
• 通讯作者: Y.Baba

アミン類を固定化したシリカ誘導体の合成と塩酸溶液からの貴金属イオンの吸着特性

固定胺二氧化硅衍生物的合成及其对盐酸溶液中贵金属离子的吸附性能

• 发表时间: 2013
• 期刊: 環境資源工学
• 作者: 佐々木雄史;大島達也;馬場由成
• 通讯作者: 馬場由成

Selective adsorption of bioethanol on activated carbons prepared from lignin

木质素活性炭选择性吸附生物乙醇

• 发表时间: 2011
• 期刊: The 3rd Asia-Oceania Conference on Green and Sustainable Chemistry
• 作者: S.Maeda;Y.Baba
• 通讯作者: Y.Baba

Synthesis of tetra-alkylated piperazine and its selective extraction for cadmium(II〕 over zinc(II) from hydrochloric acid

四烷基哌嗪的合成及其盐酸选择性萃取镉(II)比锌(II)

• 发表时间: 2011
• 作者: C.Aso;T.Oshima;Y.Baba
• 通讯作者: Y.Baba

ｼﾞﾋﾟﾘｼﾞﾙﾒﾁﾙｱﾐﾝを配意子とするｼﾘｶ吸着材の合成と貴金属吸着特性

以二吡啶甲胺为配体的二氧化硅吸附剂的合成及贵金属吸附性能

• 发表时间: 2012
• 作者: 佐々木雄史;大島達也;馬場由成
• 通讯作者: 馬場由成