電極触媒機能を有するフロー電極によるNpの選択的還元

Selective electrocatalytic reduction of Np(V) to Np(IV) at a flow-through electrode

北辻 章浩  ; 木村 貴海 ; 木原 壯林*

Kitatsuji, Yoshihiro; Kimura, Takaumi; Kihara, Sorin*

白金電極を用いるNp(V)の電解還元において、白金黒が有する電極触媒機能を利用すれば、過電圧を小さくし、Np(III)を生成することなくNp(IV)を選択的に還元調製できる。より迅速な電解を行うため、電極触媒機能をフロー電極に付加する電解法を試みた。グラッシーカーボン繊維上に白金黒を電析により付着させ電極触媒機能を持たせたカラム電極を作製し、Npの電解酸化還元を調べた。白金黒付き電極を用いれば、Np(V)からNp(IV)への還元電位が正側に移行し、Np(V)からNp(VI)、さらにNp(III)へ還元される逐次還元波を観測した。Np(V)/Np(VI)の酸化還元電位は影響を受けないため、3価から6価のいずれの原子価のNpイオンからも、迅速かつ選択的にNp(IV)を調製可能となった。また、従来の電極では、U(VI)が共存する溶液ではNp(V)を電解還元するときにU(VI)からU(IV)への還元が避けられなかったが、白金黒付き電極によればU(VI)を還元することなくNp(V)のみを選択的に電解還元できることを明らかにした。

Based on the electrocatalytic reduction, development of rapid and selective electrolytic reduction of Np(V) to Np(IV) is expected. A flow-through electrode of glassy carbon (GC) fiber platinized by electrodeposition was examined in the present study. Although Np(V) was reduced to Np(III) at the much negative potential at a flow-through electrode of normal GC, stepwise reductions of Np(V) to Np(IV) and Np(IV) to Np(III) were observed on the potential-current relation of electrolysis at platinized GC electrode. The overpotential of reduction of Np(V) to Np(IV) was decreased. This electrolysis method enables us to prepare Np(IV) rapidly without producing Np(III). Np(V) in the mixture solution of Np and U was also reduced to Np(IV) selectively, not accompanied with reduction of U(VI).