単層酸化グラフェンに吸着したセシウムイオンの電子状態

Electronic structure of adsorbed cesium ions on single-layer graphene oxide

圓谷 志郎; 本田 充紀   ; 下山 巖   ; 岡本 芳浩  ; 楢本 洋*; 矢板 毅; 境 誠司

Entani, Shiro; Honda, Mitsunori; Shimoyama, Iwao; Okamoto, Yoshihiro; Naramoto, Hiroshi*; Yaita, Tsuyoshi; Sakai, Seiji

酸化グラフェン(Graphene Oxide: GO)はグラフェンの大量合成を可能にする素材として研究が進んでいる物質である。近年、水溶液中において放射性物質に対する吸着能力が発現することが明らかになり新たな放射性物質の回収剤として期待されている。本研究ではサファイア基板上の単層酸化グラフェン(SLGO)薄膜を用いて、水溶液中のCsイオン吸着およびCsの電子状態のpH依存性を蛍光XAFS法により調べた。SLGO薄膜はサファイア基板上に化学気相蒸着法を用いて単層グラフェンを成長した後に、酸化剤で処理することにより形成した。pHを調整した水溶液中(pH=4, 7, 9)にSLGOを浸漬させた後に、CsCl水溶液(濃度0.1mol/l)を添加した。その後、水溶液中のCsの電子状態を蛍光XAFS(KEK PF BL-27A)により評価した。CsCl水溶液では異なるpHによる電子状態変化は観察されなかった。一方で、SLGOに吸着したCs(水溶液中で測定)ではCsCl水溶液とは異なる形状のスペクトルが得られるとともに、pHの異なる試料間でもスペクトルに顕著な変化が見られた。pHの変化により水溶液中の水素イオン濃度が変化するため、SLGOへのCs吸着には酸素官能基のイオン解離が寄与していることが示された。

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