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蓬田 匠; Scaria, J.*; Fablet, L.*; 徳永 紘平; 出井 俊太郎; 東 晃太朗*; 河村 直己*; 高橋 嘉夫*; Marsac, R.*
Chemical Communications, 61(91), p.17926 - 17929, 2025/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Chemistry, Multidisciplinary)本研究では、U(VI)からU(V)およびU(IV)への還元反応において、磁鉄鉱のstoichiometry(0 
R = Fe(II)/Fe(III) 0.5)がUの酸化還元反応に与える影響を明らかにした。磁鉄鉱のRは、構造中のFe(II)の酸化やプロトン/リガンドにより促進される溶解により容易に変化することが知られているが、これまでの研究ではU(V)の生成反応に関するRの影響は評価されていなかった。本研究では、異なるRを持つ磁鉄鉱上におけるUの電子状態を調べるため、U L
端HERFD-XANES分光法を用い、磁鉄鉱上のU(V)による特異的なピーク分裂を観察した。また、異なる条件下で行った吸着実験の結果、U(V)種が広範な条件下で高い安定性を示すことを示し、10日間の反応時間を経た後でも磁鉄鉱上で安定に存在していることが示された。最も重要な知見として、pHと酸化還元条件に依存して存在量が変化する、磁鉄鉱構造中のFe(II)がU(V)の安定化に重要な役割を果たしていることが明らかになった。
-edge to assess the U(V) electronic structure in FeUO
蓬田 匠; 秋山 大輔*; 大内 和希; 熊谷 友多; 東 晃太朗*; 北辻 章浩; 桐島 陽*; 河村 直己*; 高橋 嘉夫*
Inorganic Chemistry, 61(50), p.20206 - 20210, 2022/12
被引用回数：13 パーセンタイル：69.77(Chemistry, Inorganic & Nuclear)近年、U(VI)が(IV)に還元される時の中間体や、長期安定性をもつU(V)化合物の特異的な物性に関する研究が注目されている。しかし、U(V)の電子状態を詳細に分析した例は少ない。本研究では、U(V)の化合物のFeUO中のU(V)の電子状態を高エネルギー分解能蛍光検出(HERFD)-X線吸収端微細構造分光法(XANES)によって調べた。X線発光分光器を用いて取得したFeUO中のUのL端HERFD-XANESスペクトルから、従来のXANESスペクトルにはないピーク分裂をはじめて観測することができた。理論計算によるXANESスペクトルのシミュレーションの結果、このピーク分裂が良く再現でき、6d軌道の分裂によるものであることが明らかになった。この発見により、環境中で従来検出が困難であったU(V)の検出が容易になると期待され、環境科学をはじめとした幅広い分野での応用が期待される。
加藤 優*; 中干場 亮太*; 小倉 和也*; 徳田 翔一*; 保田 諭; 東 晃太朗*; 宇留賀 朋哉*; 上村 洋平*; 八木 一三*
ACS Applied Energy Materials (Internet), 3(7), p.6768 - 6774, 2020/07
被引用回数：22 パーセンタイル：58.32(Chemistry, Physical)Ptベースのナノ構造触媒の触媒活性に対する窒素ドープおよびポリマーコーティングされたカーボン担体の電子効果を理解するために、酸素還元反応(ORR)にポリベンゾイミダゾール(PBI)コーティングおよびコーティングされていないカーボンナノチューブ上に担持されたPtNiナノフレーム(NF)を調製した。それらの触媒活性および電子特性を、窒素ドープおよびドープされていないカーボン担体に固定化されたNFの触媒活性および電子特性を評価し比較検証した。PBIコーティングと窒素ドーピングは、共にNFの触媒活性を向上させることが分かったが、
X線光電子分光法と
X線吸収分光法により、窒素ドーピングがNFに電子効果を示すのに対し、PBIコーティングはNFの電子状態にほとんど影響を与えないが、電気化学的条件下でPt(OH)
種を安定化することが分かった。我々の研究は、触媒/担体界面における窒素原子の微視的環境の違いが、Ptベースの電極触媒に対する担体の電子効果に敏感であることを示したものである。
蓬田 匠; 山田 真也*; 一戸 悠人*; 佐藤 寿紀*; 早川 亮大*; 岡田 信二*; 外山 裕一*; 橋本 直; 野田 博文*; 磯部 忠昭*; et al.
no journal, ,
環境中でのウランの固定化に関する知見を得るため、層状ケイ酸塩鉱物である黒雲母によるウランの還元反応を研究している。黒雲母中に共存するルビジウムの干渉を除去し、ウランの化学種を調べるため、超伝導転移端センサーとX線発光分光器を利用して黒雲母中のウランの化学種を調べた。その結果、旧ウラン鉱床より採取した黒雲母の化学種を調べることが可能になり、黒雲母中のウランの一部が還元されていることを明らかにした。
蓬田 匠; 東 晃太朗*; 河村 直己*; 北辻 章浩; 高橋 嘉夫*
no journal, ,
層状ケイ酸塩鉱物である黒雲母は、ウラン(U)鉱山などにおいてUのホスト相であることが知られているが、そのU濃集のメカニズムについては不明な点が多い。本研究では、黒雲母へのU濃集における風化の影響を調べるため、層間のカリウムを抽出する模擬的な風化処理を行った黒雲母にUを吸着させ、Uの化学種を調べた。その結果、層間のカリウム抽出率が高くなるほどUの還元種の割合が高くなり、黒雲母の風化によって発達した劈開でUの還元が生じていることを明らかにした。
河村 直己*; 相馬 永*; 魚住 孝幸*; 廣瀬 雄介; 東 晃太朗*; 三村 功次郎*
no journal, ,
X-ray spectroscopy is a powerful tool for investigating the electronic and magnetic states of functional materials. BL39XU at SPring-8 is a hard X-ray spectroscopy beamline that enables X-ray absorption, emission, and nano-probe spectroscopy using variable X-ray polarization under extreme conditions. Recently, BL39XU has been upgraded toward SPring-8-II with an ultra-low emittance storage ring. As part of this upgrade, a double X-ray phase retarder system has been installed to control the linear polarization with a variable plane, providing new opportunities to investigate electronic orbitals based on optical selection rules. Recently, changes in the line shape and/or intensity originating from electronic orbital symmetry have been observed in the polarization dependence of resonant X-ray emission spectra, reflecting both optical selection rules and crystal symmetry. Electric quadrupole (E2) transitions in 4f-electron systems, such as at the L3,2-edges, involve a change in the orbital quantum number of 
2 and strongly reflect 4f-orbital symmetry. While this symmetry is primarily determined by the X-ray absorption process, the signal can be clarified using X-ray emission spectroscopy due to the separation of electric dipole (E1) transitions. This method has been applied to Yb compounds, and the Yb 4f crystal-field ground states in the heavy-fermion compound YbCo
Zn
has been determined. This approach provides an effective tool for investigating 4f-orbital symmetry in strongly correlated electron systems.
