JPH0760080A - 二価鉛イオンの選択分離方法 - Google Patents

二価鉛イオンの選択分離方法

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JPH0760080A
JPH0760080A JP5234087A JP23408793A JPH0760080A JP H0760080 A JPH0760080 A JP H0760080A JP 5234087 A JP5234087 A JP 5234087A JP 23408793 A JP23408793 A JP 23408793A JP H0760080 A JPH0760080 A JP H0760080A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリエーテルカルボン酸誘導体を輸送剤とし
て用いて、鉛イオン含有水溶液から鉛イオンを選択的
に、連続的に分離濃縮するための新しい方法を提供す
る。 【構成】 【化1】 (式中、n=2または3,R1,R2はそれぞれ、水素ま
たはアルキル基を示す)で表わされる、2つのカルボン
酸基をもつポリエーテルカルボン酸誘導体は、輸送剤と
して、重金属イオン等のうち二価鉛イオンを選択的に、
効率的に輸送分離することができるだけでなく、両水相
のpH差を利用して濃度勾配に逆らって濃縮することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は種々のイオン存在下の水
溶液から二価鉛イオンを選択的に、連続的に分離するイ
オン輸送剤(イオノフォア)として有用なポリエーテル
カルボン酸誘導体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鉛イオンを他の各種イオンから分離する
技術は有害金属の除去、資源の回収・濃縮や特定イオン
の除去や分析の観点からきわめて重要である。とくに、
鉛イオンは鉛毒となることから環境や生体系からの除去
はきわめて重要である。このため、これまでも鉛イオン
に対する抽出剤や輸送剤の開発が試みられてきたが、必
ずしも鉛イオンに対してのみ良好な分離を示すものばか
りでなかったり、連続的な抽出すなわち液膜法における
イオン輸送剤(イオノフォア)として優れた性能を示す
ものは少なく、連続的な分離のための技術が要望されて
いた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリエーテ
ルカルボン酸誘導体を用いて、鉛イオン含有水溶液から
鉛イオンを、より高効率で選択的にかつ連続的に分離す
る方法を提供することをその課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定のポリエーテ
ルカルボン酸誘導体が、二価鉛イオンに対してすぐれた
選択輸送性を有することを見出し、本発明を完成するに
至った。
【0005】即ち、本発明によれば、一般式
【化2】 (式中、nは2または3であり、R1、R2は、それぞれ
水素またはアルキル基を示す)で表わされるポリエーテ
ルカルボン酸誘導体(以下、ポリエーテルカルボン酸誘
導体という。)を用いた二価鉛イオンの分離方法が提供
される。
【0006】本発明で用いられるポリエーテルカルボン
酸誘導体は本発明者の一部の者がすでに特許として取得
している化合物(特許第1525390号)であり、そ
の含有するエーテル酸素原子及びカルボン酸のため溶液
A−溶液M−溶液Bからなる液膜系において一方の溶液
A中の鉛イオンを選択的に溶液Bに移送し、分離する輸
送剤として有用である。
【0007】本発明で用いられるポリエーテルカルボン
酸誘導体は特許第1525390号に記載された方法に
よって製造される。
【0008】ポリエーテルカルボン酸誘導体を輸送剤と
して用いて、鉛イオンの移送を行うには、2種の溶液A
およびBを、ポリエーテルカルボン酸誘導体を含む溶液
A、Bと混じらない膜を接触させればよい。例えば、ポ
リエーテルカルボン酸誘導体を溶液Aと溶液Bに対して
実質上非混和性の有機溶媒に溶解させ、このポリエーテ
ルカルボン酸誘導体の溶液を中間溶液として、溶液A及
び溶液Bを間接接触させる方法、溶液A及びBをそれぞ
れ、隔膜により仕切られた区画内に収容させたポリエー
テルカルボン酸誘導体の溶液を介して、それぞれ間接接
触させる方法、溶液A及びBを、高分子膜やろ紙などの
支持体に支持させたポリエーテルカルボン酸誘導体を介
して間接的に接触させる方法などがある。
【0009】次に、図面により、溶液Aと溶液Bとを、
ポリエーテルカルボン酸誘導体の溶液Mを介して接触さ
せて陽イオンの移送を行う場合の具体例を示す。図1は
ポリエーテルカルボン酸誘導体をイオン輸送剤(イオノ
フォア)として用いて陽イオンの移送を行う場合の装置
説明図である。1は、U字形の容器を示し、筒状容器
2、3とそれらの下部を連結する連結管4とから構成さ
れる。5、6は攪拌機である。この容器1に対し、先ず
ポリエーテルカルボン酸誘導体を含む溶液Mを中間溶液
層として入れ、次に、一方の筒状容器に溶液A及び他方
の筒状容器3に溶液Bを入れる。なお、溶液Mは溶液A
及びBと実質上非混和性のものである。
【0010】溶液Aは、移送対象となる陽イオンを含む
もので、通常、水溶液が用いられるが、必ずしも水溶液
に限定されるものではなく、有機溶媒と水との混合溶液
や、アルコール等の有機媒溶液も適用される。また、こ
の溶液Aは、通常、pH3〜7の弱酸性または中性溶液
が用いられる。溶液Bは、移送される陽イオンを受け取
るためのもので、酸性溶液が用いられ、一般には、塩酸
や硫酸、リン酸などの無機酸、あるいはギ酸や、酢酸、
有機スルホン酸などの有機酸を含むpH3以下の水溶液
が用いられる。溶液Bは種々の陽イオンを含むことがで
き、溶液Aに含まれる移送対象となる陽イオンと同種の
ものを含むことが出来る。その上、本発明の場合、ポリ
エーテルカルボン酸誘導体は、イオン濃度勾配に逆らっ
て陽イオンを移送させることができるので、溶液Bに含
まれる陽イオン濃度は、溶液Aに含まれる陽イオン濃度
よりも高濃度であることができる。溶液Mの形成に用い
られる溶媒は、溶液A及びBと実質上非混和性のもの、
例えば、溶液A及びBが水溶液である場合は、クロロホ
ルム、ジクロルエタンなどの有機ハロゲン化物や、ベン
ゼン、トルエン等の炭化水素、さらにヘキサノール、オ
クタノールなどの水難溶性アルコール等が適用される。
【0011】前記のようにして、溶液A及びBを間接接
触させるときには、中性または弱酸性溶液A中の陽イオ
ンはポリエーテルカルボン酸誘導体に捕捉され、この陽
イオンを捕捉したポリエーテルカルボン酸誘導体は、溶
液Bと接触し、酸性溶液B中にその捕捉した陽イオンを
放出する。このようにして、溶液A中の陽イオンは溶液
B中に移送される。
【0012】ポリエーテルカルボン酸誘導体を輸送剤と
して用いるときには、前記したように溶液A中に含まれ
る陽イオンを溶液B中に移送させることができ、しかも
この場合、溶液B中の陽イオン濃度が溶液Aの陽イオン
濃度よりも高濃度であっても、その濃度勾配に逆らって
溶液Aから溶液Bへ陽イオンを移送させることが出来
る。従って、本発明によるときには、溶液Aから溶液B
への陽イオンの移送のほか、溶液A中の陽イオンを溶液
B中へ濃縮することを可能にする。ポリエーテルカルボ
ン酸誘導体は二価鉛イオンに対して大きな選択的輸送能
を示すことから、ポリエーテルカルボン酸誘導体を、二
価鉛イオンと他の陽イオンを含む溶液Aに適用すること
により、その溶液中から、他の溶液B中へ二価鉛イオン
を選択的に分離濃縮することができる。
【0013】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。
【0014】実施例1 ポリエーテルカルボン酸誘導体を輸送剤とする輸送実
験。図1に示した装置を用いて陽イオンの輸送試験を2
5℃で行った。輸送剤としては、前記ポリエーテルカル
ボン酸誘導体(n=2、R1=t-ブチル、R2=水素)を
用い、溶液A,B,及びMの成分組成は次の通りであ
る。 溶液A:pH=6.2に調製した0.1M Pb(OA
c)2を含む水溶液15ml。 溶液B:0.1N硝酸を含む水溶液(pH1.2)15
ml。 溶液M:前記ポリエーテルカルボン酸誘導体(R1=t-
ブチル、R2=水素)の1.5×10-4molをクロロホ
ルム30mlに溶解して形成した溶液。 溶液Aから溶液Bへ輸送された2日後の鉛イオン量を原
子吸光分析により測定したところ、溶液A中の鉛イオン
の72%にあたる1.08mmolの鉛イオンが輸送さ
れた。
【0015】実施例2 実施例1における溶液Aの組成の代わりに溶液Aとして
pH5.3に調製した0.1M Pb(OAc)2
0.1M Cu(OAc)2を含む混合水溶液15ml
を用いる以外は全く同様にして輸送試験を行った。溶液
Aから溶液Bへ輸送された、2日後の鉛及び銅イオン量
を原子吸光分析により測定したところ、各々1.05m
mol(溶液A中の70%)及び0.03mmol(溶
液A中の2%)が輸送された。
【0016】実施例3 実施例1における溶液Aの組成の代わりに溶液Aとして
pH6.3に調整した0.1M Pb(OAc)2
0.1M Zn(OAc)2を含む混合水溶液15ml
を用いる以外は全く同様にして輸送試験を行った。溶液
Aから溶液Bへ輸送された2日後の鉛及び銅イオン量を
原子吸光分析により測定したところ、各々1.02mm
ol(溶液A中の68%)及び0.003mmol(溶
液A中の0.2%)が輸送された。
【0017】実施例4 実施例1における溶液Aの組成の代わりに溶液Aとして
pH6.2に調製した0.1M Pb(OAc)2
0.1M Cd(OAc)2を含む混合水溶液15ml
を用いる以外は全く同様にして輸送試験を行った。溶液
Aから溶液Bへ輸送された、2日後の鉛及びカドミウム
イオン量を原子吸光分析により測定したところ、各々
0.96mmol(溶液A中の64%)及び0.014
mmol(溶液A中の0.9%)が輸送された。
【0018】実施例5 実施例1における溶液Aの組成の代わりに溶液Aとして
pH6.5に調整した0.1M Pb(OAc)2
0.1M Ba(OAc)2を含む混合水溶液15ml
を用いる以外は全く同様にして輸送試験を行った。溶液
Aから溶液Bへ輸送された2日後の鉛及びバリウムイオ
ン量を原子吸光分析により測定したところ、各々0.9
3mmol(溶液A中の62%)及び0.021mmo
l(溶液A中の1.4%)が輸送された。
【0019】実施例6 実施例1における溶液Aの組成の代わりに溶液Aとして
pH5.8に調製した0.1M Cu(OAc)2のみ
を含む水溶液15mlを用いる以外は全く同様にして輸
送試験を行った。溶液Aから溶液Bへの2日後の銅イオ
ン輸送量は0.27mmol(溶液A中の18%)であ
った。
【0020】これらの結果から鉛イオンが溶液A及びB
のpH差を利用して濃度勾配に逆らって輸送されること
が明かとなった。さらに、銅、亜鉛、カドミウム、バリ
ウム等との共存下で高い選択性で鉛イオンが輸送される
ことが明かとなった。
【0021】実施例7 実施例1における溶液M中の輸送剤を前記ポリエーテル
カルボン酸誘導体(n=3、R1=t-ブチル、R2=水
素)の1.5×10-4molを用いる以外は全く同様に
して輸送試験を行った。2日後のCu2+の輸送量は0.
33mmol(溶液A中の22%)であった。
【0022】実施例8 実施例2における溶液M中の輸送剤を前記ポリエーテル
カルボン酸誘導体(n=3、R1=t-ブチル、R2=水
素)の1.5×10-4molを用いる以外は全く同様に
して輸送試験を行った。2日後の鉛及び銅イオンの輸送
量は各々0.39mmol(溶液A中の26%)、0.
06mmol(溶液A中の4%)であった。
【0023】実施例9 また、輸送剤として比較のためジシクロヘキシル−18
−クラウン−6を輸送剤として、1.5×10-4mol
用いる以外は実施例1と全く同様にして輸送実験を行っ
た。溶液Aから溶液Bへ輸送された2日後の鉛イオン量
を原子吸光分析により測定したところ、溶液A中の0.
2%以下しか輸送されなかった。
【0024】これらの結果から、鉛イオンの輸送剤とし
ては前記ポリエーテルカルボン酸誘導体のうち、n=
2、R1=t-ブチル、R2=水素のものが、輸送速度及び
選択性において優れていることが明かである。また、従
来、鉛イオンの選択的輸送剤として報告のあるジシクロ
ヘキシル−18−クラウン−6(J.Am.Chem. Soc.,102,
2452(1980))は本輸送条件下でほとんど輸送能を示さな
いことが明かとなった。
【0025】
【発明の効果】以上説明したようにポリエーテルカルボ
ン酸誘導体は重金属イオン等のうち二価鉛イオンを選択
的に、効率的に輸送分離することができるだけでなく、
両水相のpH差を利用して濃度勾配に逆らって濃縮する
ことができる。
【0026】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明でポリエーテルカルボン酸誘導体を輸送
剤として用いて陽イオンの移送を行う場合の装置説明図
である。
【符号の説明】
1 U字型容器 2 筒状容器 3 筒状容器 4 連結管 5 攪拌機 6 撹拌機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 61/38 8014−4D C07C 65/24 9356−4H

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式 【化1】 (式中、nは2または3でありR1、R2は、それぞれ水
    素またはアルキル基を示す)で表わされるポリエーテル
    カルボン酸誘導体をイオン輸送剤(イオノフォア)とし
    て用い、溶液Aに含まれる二価イオンを溶液Bへ移送さ
    せることを特徴とする二価鉛イオンの分離方法。
JP5234087A 1993-08-26 1993-08-26 二価鉛イオンの選択分離方法 Expired - Lifetime JPH07100135B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5234087A JPH07100135B2 (ja) 1993-08-26 1993-08-26 二価鉛イオンの選択分離方法
US08/285,155 US5411667A (en) 1993-08-26 1994-08-03 Method of selectively separating lead ions

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JPH0760080A true JPH0760080A (ja) 1995-03-07
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