資源循環工学をベースとする若手研究者の研究展開（Ⅱ）

[3704] Separation of rare earth elements using coordination polymer

^○半田友衣子¹, 安倍雪絵¹, 大井健太¹, 成田弘一¹, 田中幹也¹, 脇坂昭弘¹ (1.国立研究開発法人 産業技術総合研究所)

司会:新苗正和(山口大学)

Keywords:レアアース, 相互分離, 配位高分子, イオン交換, 沈殿分離

配位高分子を利用する低環境負荷・低コストのレアアース相互分離法（イオン交換法と沈殿分離法）を提案する。配位高分子とは、有機配位子と金属イオンが形成する高分子型超分子錯体である。本研究では、溶媒抽出でレアアース相互分離に利用されるリン酸エステルの配位高分子に着目し、新たな分離法を検討した。リン酸エステル配位高分子におけるイオン交換では、レアアース選択系列は溶媒抽出系の場合と異なる。さらに、配位子や中心金属に依存して選択系列は変化する。これは、配位子—金属イオン間の“静電力”に加えて、“配位高分子骨格のひずみ”がイオン交換選択性に影響するためと考えている。従来の無機イオン交換体と有機イオン交換体の特徴を合わせ持つ材料設計の可能性を示唆する結果である。また、配位高分子形成の反応性の違いを利用して、ネオジム（Nd）とジスプロシウム（Dy）を分別沈殿できることを見出した。これは、NdとDyの配位高分子の溶解度積の差が大きいためであり、無機塩生成の利用では不可能とみなされてきた分離を可能にした。さらに、水への溶解度が大きい配位子を利用すると、溶媒として水しか用いないNd／Dyの分離が可能である。