In situ observation of uranyl solution photoreduction reaction

ウラン酸化物溶液光還元反応のその場観察

塩飽 秀啓   ; 小林 徹 ; 鈴木 伸一; 矢板 毅

Shiwaku, Hideaki; Kobayashi, Toru; Suzuki, Shinichi; Yaita, Tsuyoshi

ウランは5 6 7の電子構造をとり、溶液中では3価6価の酸化状態が知られている。水溶液中のウラニル(VI)イオン(UO)は、アルコールと光化学反応を起こし4価ウランへ還元される。この反応とその逆反応は酸素を伴う酸化還元反応であるため、正負の反応速度が大きく異なる。その原因として反応中間体の存在が示唆されるが、反応中間体や反応過程を捉えた例はまだ無い。そこで我々は高輝度放射光によるQXAFS測定法を用いて、ウラニル酸素との原子間距離や水和水の原子間距離を、時間変化と共にダイレクトに構造観察することを試みた。また光還元反応の始状態と終状態は、UVスペクトル測定し確認した。測定の結果、動径構造関数の第一ピークにおいて、還元反応開始前と反応途中、反応終了後では、ウランと酸素の距離に変化が見られた。ウランと酸素の距離は、反応開始後に一旦長くなり、その後短くなる挙動が観察できた。これはウランが還元される途中で、ウランと酸素の距離が上下方向に広がり、中間体を経て4価へ構造変化を起こしていると推測できた。現在も詳細な解析を続けている。

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