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イオンチャネルを利用したイオン交換法およびイオン交換体 UPDATE

国内特許コード P170013657
整理番号 14075
掲載日 2017年1月25日
出願番号 特願2015-095553
公開番号 特開2016-209806
出願日 平成27年5月8日(2015.5.8)
公開日 平成28年12月15日(2016.12.15)
発明者
  • 西原 禎文
  • 市橋 克哉
  • 井上 克也
出願人
  • 国立大学法人広島大学
発明の名称 イオンチャネルを利用したイオン交換法およびイオン交換体 UPDATE
発明の概要 【課題】複数種の金属イオンを含む溶液において、相対的に低い濃度の金属イオンの交換を確実に行うことができるイオン交換法およびイオン交換体を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明のイオン交換法は、リチウムイオンを包接したクラウンエーテルとジチオレート金属錯体とがイオン結合することにより形成されたイオン伝導性結晶を、リチウムイオン以外の金属イオンが溶解した溶液に浸漬させることにより、イオン伝導性結晶におけるリチウムイオンを金属イオンと交換することを特徴とする。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


従来、イオン交換体を使用したイオン交換法が知られており、水処理、食品、医薬・医療、産業排水処理等、様々な分野で使用されている。



このイオン交換法は、イオン交換体中のイオンを電解質溶液中に放出するとともに、電解質溶液中のイオンを取り込むことで置換し、相移動する反応を利用した分離法である。



しかし、このイオン交換法においては、不純物の混入を防止することができないため、目的のイオンを完全に分離することが困難であるという問題があった。



そこで、この不都合を解消するための金属イオンの分離法が提案されている。より具体的には、まず、環状化合物であり、環のサイズに適した結合定数を有する金属イオンとのみ錯体を形成する選択的捕獲剤(例えば、クラウンエーテル)を、複数種の金属イオンを含む水溶液中に添加し、不要な金属イオンを、この選択的捕獲剤により水溶液中に保持し、次に、水溶液をイオン交換性の固相(イオン交換樹脂)と接触させ、所望の金属イオンのみをこの固相に移動させる方法が提案されている。そして、このような方法により、不純物の混入を防止しつつ分離し、特定種類の金属イオンを高濃度で得ることができると記載されている(例えば、特許文献1参照)。

産業上の利用分野


本発明は、イオンチャネルを利用したイオン交換法およびイオン交換体に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
リチウムイオンを包接したクラウンエーテルとジチオレート金属錯体とがイオン結合することにより形成されたイオン伝導性結晶を、前記リチウムイオン以外の金属イオンが溶解した溶液に浸漬させることにより、前記イオン伝導性結晶における前記リチウムイオンを前記金属イオンと交換することを特徴とするイオン交換方法。

【請求項2】
前記クラウンエーテルが18-crown-6であるとともに、前記イオン伝導性結晶が下記式(1)で表され、かつ前記金属イオンがカリウムイオンであることを特徴とする請求項1に記載のイオン交換方法。
【化1】


(式中、dmitは、1,3-ジチオール-2-チオン-4,5-ジチオレートを示し,MはNi、Pd、Au及びPtのいずれかの金属を示す。)

【請求項3】
前記クラウンエーテルが15-crown-5であるとともに、前記イオン伝導性結晶が下記式(2)で表され、かつ前記金属イオンがナトリウムイオンであることを特徴とする請求項1に記載のイオン交換方法。
【化2】


(式中、dmitは、1,3-ジチオール-2-チオン-4,5-ジチオレートを示し,MはNi、Pd、Au及びPtのいずれかの金属を示す。)

【請求項4】
前記Mが、Niであることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のイオン交換方法。

【請求項5】
前記溶液中の前記金属イオンの濃度が0.01~1Mであることを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のイオン交換方法。

【請求項6】
前記溶液の温度が20~40℃であることを特徴とする請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のイオン交換方法。

【請求項7】
前記浸漬させる時間が2時間以上であることを特徴とする請求項1~請求項6のいずれか1項に記載のイオン交換方法。

【請求項8】
請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のイオン交換方法によりイオン交換されたことを特徴とするイオン交換体。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 公開


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