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Development of an electrochemistry apparatus for the heaviest elements

重元素のための電気化学分析装置の開発

豊嶋 厚史; 笠松 良崇; 北辻 章浩; 塚田 和明; 羽場 宏光*; 篠原 厚*; 永目 諭一郎

Toyoshima, Atsushi; Kasamatsu, Yoshitaka; Kitatsuji, Yoshihiro; Tsukada, Kazuaki; Haba, Hiromitsu*; Shinohara, Atsushi*; Nagame, Yuichiro

重元素の電気化学的研究に向け、フロー電解セルに基づくクロマトグラフ電気化学装置を開発した。Nafionイオン交換樹脂を用いてグラッシーカーボンファイバーを化学修飾し、電極として用いると同時に陽イオン交換カラムとして用いた。0.1M$$alpha$$-ヒドロキシイソ酪酸水溶液中における$$^{139}$$Ceトレーサーの溶離挙動を印加電圧0.2$$sim$$1.0Vにおいて調べた。トレーサーレベルにおいて$$^{139}$$Ce$$^{3+}$$をCe$$^{4+}$$に酸化することに成功し、その酸化還元電位がマクロ量でのサイクリックボルタンメトリーにより決定した値と同じであることを明らかにした。この装置を用いることにより数分以内で重元素の電気化学的性質を分析することが可能である。

We developed a new apparatus for the study of electrochemical properties of the heaviest elements. The apparatus is based on a flow electrolytic cell combined with column chromatography. Glassy-carbon fibers modified with Nafion perfluorinated cation-exchange resin are used as a working electrode as well as a cation-exchanger. The elution behavior of $$^{139}$$Ce with the number of 10$$^{10}$$ atoms in 0.1 M ammonium $$alpha$$-hydroxyisobutyric acid solution from the column electrode was investigated at the applied potentials of 0.2 - 1.0 V versus the Ag/Agcl reference electrode in 1.0 M LiCl. It was found that $$^{139}$$Ce$$^{3+}$$ is successfully oxidized to $$^{139}$$Ce$$^{4+}$$ even with tracer concentration at around the redox potential determined by cyclic voltammetry for the macro amounts of Ce with 10$$^{17}$$ atoms (10$$^{-3}$$ M). The present oxidation reaction and separation of Ce$$^{4+}$$ was accomplished within a few minutes.

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パーセンタイル:42.18

分野:Chemistry, Inorganic & Nuclear

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