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O
/U
O
redox equilibrium in [emim]TfN-based liquid electrolytes towards uranium redox-flow battery鷹尾 康一朗*; 大内 和希; 小松 篤史; 北辻 章浩; 渡邉 雅之
European Journal of Inorganic Chemistry, 27(14), p.e202300787_1 - e202300787_7, 2024/05
被引用回数：2 パーセンタイル：26.40(Chemistry, Inorganic & Nuclear)U
O/U
Oの1-エチル-3-メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチル)スルホニルアミド([emim]TfN)イオン液体中での電気化学的挙動を研究し、劣化ウランをレドックスフロー電池の電極活物質として利用するために、UO/UOの酸化還元可逆性を達成するために何が必要かを明らかにした。結果として、Cl
存在下の[emim]TfN中において、グラッシーカーボンを作用電極として用いUO/UOの酸化還元反応の可逆性を得ることに成功した。また、溶質の拡散性を向上させるために、補助分子溶媒であるN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)で希釈した。Clを含む50:50v/vの[emim]TfN-DMF液体電解質中で[UOCl
]
+ e = [UOCl]
の可逆的酸化還元反応を示すことに成功した。
O-pentadentate planar ligands designed for the strongest and selective capture of uranium from seawater水町 匠*; 佐藤 みなみ*; 金子 政志; 竹山 知志*; 津島 悟*; 鷹尾 康一朗*
Inorganic Chemistry, 61(16), p.6175 - 6181, 2022/04
被引用回数：10 パーセンタイル：60.94(Chemistry, Inorganic & Nuclear)海水中のウランに対して強力かつ選択的に錯体を生成する平面五座配位子Hsaldian及びその誘導体を開発した。模擬海水条件において、saldianはウランに対して非常に高い安定度定数を示し、従来開発されてきたアミドキシム型配位子よりも10桁以上の錯生成能を達成した。海水中に存在する他の夾雑イオンに対するウランの選択性についても、良好な結果が得られた。
大内 和希; 小松 篤史; 鷹尾 康一朗*; 北辻 章浩; 渡邉 雅之
Chemistry Letters, 50(6), p.1169 - 1172, 2021/06
被引用回数：3 パーセンタイル：10.71(Chemistry, Multidisciplinary)ウランを電極活物質として用いるレドックスフロー電池を構築するためにイオン液体-DMF混合溶媒中での塩化ウラン(IV)の電気化学挙動を調べた。結果としてレドックスフロー電池のアノード反応として利用可能である準可逆なU
/U
対を見出した。
鈴木 智也; 鷹尾 康一朗*; 川崎 武志*; 原田 雅幸*; 野上 雅伸*; 池田 泰久*
Polyhedron, 96, p.102 - 106, 2015/08
被引用回数：9 パーセンタイル：54.22(Chemistry, Inorganic & Nuclear)X線単結晶解析によりUO(NO)(
) (: 2-imidazolidone)とUO(NO)(
) (: tetrahydro-2-pyrimidone)及びUO(NO)(
) (: 1-methyl-2-imidazolidone)の錯体構造を明らかにした。また、融点と分子間水素結合距離を評価し、その関係を評価した。
-alkylated 2-pyrrolidone derivatives鷹尾 康一朗*; 川田 善尚*; 野上 雅伸*; 原田 雅幸*; 森田 泰治; 西村 建二*; 池田 泰久*
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(2), p.294 - 298, 2015/02
被引用回数：2 パーセンタイル：14.86(Nuclear Science & Technology)UO(NO)(NRP) (NRP=-アルキル-2-ピロリドン)の沈殿率について、沈殿生成前後の硝酸濃度変化から見積もられる溶液の体積変化を考慮して正確に評価した。検討したピロリドン誘導体は、-ブチルピロリドンと-プロピルピロリドンである。どちらの場合でも、正確に評価された沈殿率は、単純に沈殿生成前後のウラン濃度の比から求められる値よりも常に大きくなったが、その差は0.6%-2.6%であった。この差が実質的に無視できるものなら、沈殿生成に伴う体積変化は、分析操作の単純化のため、考慮する必要がない。
]) solution of [EMI][UO(NO)
]; First spectrophotometric evidence for existence of [UO(NO)]佐々木 琴江*; 鈴木 智也*; 新井 剛*; 鷹尾 康一朗*; 鈴木 伸一; 矢板 毅; 池田 泰久*
Chemistry Letters, 43(5), p.670 - 672, 2014/05
被引用回数：8 パーセンタイル：26.31(Chemistry, Multidisciplinary)イオン性液体1-Ethyl-3-methylimidazolium nitrate溶液における[EMI][UO(NO)]中のウランの存在状態について吸収スペクトルを用いる解析を行った。ウランの最近接には、4つの硝酸イオンのみが存在する[UO(NO)]のような構造を有することが明らかとなった。
and PuKim, S.-Y.; 鷹尾 康一朗*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 川田 善尚; 森田 泰治; 西村 建二*; 池田 泰久*
Crystal Growth & Design, 10(5), p.2033 - 2036, 2010/04
被引用回数：14 パーセンタイル：75.14(Chemistry, Multidisciplinary)N-シクロヘキシル-2-ピロリドン(NCP)及びN-ネオペンチル-2-ピロリドン(NNpP)の硝酸プルトニル錯体を調製し、単結晶X線回折によりそれらの分子及び結晶構造を決定した。得られた化合物はいずれもPuO(NO)(NRP)(NRP=NCP, NNpP)という同様の組成を有しており、これは先に報告したU(VI)錯体とも共通する。各々のPuO(NO)(NRP)錯体は、エカトリアル面上トランス位に配置された2つのNRP及び2つの硝酸イオンから成る六方両錐型構造といった硝酸アクチニル(VI)錯体に特徴的な構造的性質を示した。PuO(NO)(NCP)とUO(NO)(NCP)の格子定数と分子構造は、UがPuに置換されているだけにもかかわらず、完全に異なる。一方、PuO(NO)(NNpP)とUO(NO)(NNpP)との比較では構造的性質は完全に一致する。以上の知見は、結晶工学の観点からわれわれの提案する使用済核燃料の高選択・制御性沈殿剤による高度化沈殿法再処理システムにおける沈殿剤として適するNRPの選択基準の一つとなり得る。
池田 篤史; 津島 悟*; 鷹尾 康一朗*; Rossberg, A.*; Funke, H.*; Scheinost, A. C.*; Bernhard, G.*; 矢板 毅; Hennig, C.*
Inorganic Chemistry, 48(24), p.11779 - 11787, 2009/12
被引用回数：40 パーセンタイル：82.58(Chemistry, Inorganic & Nuclear)水溶液中で形成されるネプツニウム(Np)の炭酸錯体について、電気化学的手法,紫外可視・赤外分光法,X線吸収分光法、及び量子化学計算を用いて、その電気化学的及び錯体化学的特性を検討した。その結果、V価及びVI価のNpは1.5M NaCO溶液中においてネプツニル三炭酸錯体である[NpO(CO)]
を形成していること、さらにpH=13以上の2.0M NaCO/1.0M NaOH溶液中ではNp(V)は電気的にNp(VII)まで酸化され、劇的な錯体構造の変化を伴い[NpO(OH)]を形成していること等が明らかとなった。
森田 泰治; 鷹尾 康一朗*; Kim, S.-Y.; 川田 善尚; 原田 雅幸*; 野上 雅伸*; 西村 建二*; 池田 泰久*
Journal of Nuclear Science and Technology, 46(12), p.1129 - 1136, 2009/12
被引用回数：20 パーセンタイル：75.01(Nuclear Science & Technology)ピロリドン誘導体を用いた沈殿法による高速炉燃料の高度化再処理システムを開発している。このシステムでは、第1沈殿工程において低疎水性・低配位性のピロリドン誘導体を用いてU(VI)を沈殿させ、次に第2沈殿工程において高い沈殿生成能力を示すピロリドン誘導体を用いて残りのU(VI)とPu(IV, VI)を同時に沈殿させる。本研究では、第1沈殿工程に最適の沈殿剤を選択することを目的に、
-プロピルピロリドン(NProP), -ブチルピロリドン(NBP), 
-ブチルピロリドン(NiBP)及びシクロヘキシルピロリドン(NCP)を用いて、U(VI), Pu(IV)及びPu(VI)の沈殿挙動を調べた。その結果、NBPが第1沈殿工程用の沈殿剤として最も有望であることがわかった。
-Alkyl-2-pyrrolidone derivatives (Alkyl = -propyl, -butyl, -butyl, and cyclohexyl)鷹尾 康一朗*; 野田 恭子*; 野上 雅伸*; 杉山 雄一*; 原田 雅幸*; 森田 泰治; 西村 建二*; 池田 泰久*
Journal of Nuclear Science and Technology, 46(10), p.995 - 999, 2009/10
被引用回数：14 パーセンタイル：64.41(Nuclear Science & Technology)ピロリドン誘導体を用いた沈殿法による高速炉燃料の高度化再処理システムを開発している。本研究では、硝酸濃度0
5.0Mの溶液におけるUO(NO)(NRP)(NRP=-アルキル-2-ピロリドン,アルキル基=-プロピル, -ブチル, -ブチル,シクロヘキシル)の溶解度を測定した。その結果、UO(NO)(NRP)の溶解度は、上澄み液における硝酸及びNRPの濃度が上昇するほど減少することがわかった。溶解度は、NRPの種類にも依存し、基本的にNRPが高疎水性であるほど溶解度は減少した。また、溶解度の評価に溶解度積の導入が有効であることがわかった。
-alkylated 2-pyrrolidone derivatives; Design and optimization of promising precipitant for uranyl ion鷹尾 康一朗*; 野田 恭子*; 森田 泰治; 西村 建二*; 池田 泰久*
Crystal Growth & Design, 8(7), p.2364 - 2376, 2008/07
被引用回数：38 パーセンタイル：90.12(Chemistry, Multidisciplinary)アルキル-2-ピロリドン誘導体の硝酸ウラニル錯体の分子構造と結晶構造を単結晶X線回折,赤外及びラマン吸収スペクトル分析により探求した。錯体の分子構造解析ではいずれのピロリドン誘導体においても、ウラニルイオンのエカトリアル面にピロリドン2分子と硝酸イオン2個がそれぞれトランス位に配位していることが判明した。n-プロピルピロリドン及びイソプロピルピロリドンのウラニル錯体の結晶構造解析から、これらの化合物の結晶格子にはボイドが存在することが示唆された。結晶の効率的パッキングについて検討を行い、イソブチルピロリドンは、そのアルキル基によってボイドを埋め、効率的結晶パッキングの要求を満足させることがわかった。
池田 泰久*; 鷹尾 康一朗*; 原田 雅幸*; 森田 泰治; 野上 雅伸*; 西村 建二*
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycles and Systems (Global 2007) (CD-ROM), p.1503 - 1507, 2007/09
ピロリドン誘導体を用いた沈殿法による高速炉燃料の高度化再処理システムを開発している。これまでの試験で、U(VI)を硝酸溶液から沈殿させるN-シクロヘキシルピロリドン(NCP)を用い、選択的U沈殿工程及びU-Pu共沈工程の2工程からなるプロセスを開発した。さらに、現在はプロセスをより選択的に、より経済的にするため、他のピロリドン誘導体によるU及びPuの沈殿挙動について研究している。本研究では、NCPより疎水性が低い沈殿剤の選択的U沈殿工程への適用性を検討するため、N-ブチルピロリドン(NBP)及びN-プロピルピロリドン(NProP)によるU(VI)の沈殿試験を行い、核分裂生成物に対する除染係数を測定した。その結果、U(VI)の沈殿挙動には大きな差はなく、核分裂生成物に対する除染係数はNCPより大きな値が得られることがわかった。
横田 優*; 大内 和希; 植野 雄大; 鷹尾 康一朗*; 渡邉 雅之
no journal, ,
本研究は、イオン液体と有機溶媒を混合した系のレドックスフロー電池に適した電解液組成を探索することを目的とし、様々なイオン液体/有機溶媒混合比での活物質の電極反応を調べた。電池性能に寄与する活物質の拡散係数と反応速度定数のイオン液体/有機溶媒混合比の依存性を明らかにし、レドックスフロー電池に適するイオン液体/有機溶媒混合比は、体積比13%(イオン液体濃度0.5M)であることが分かった。
森田 泰治; Kim, S.-Y.; 川田 善尚; 佐藤 真人; 池田 泰久*; 鷹尾 康一朗*; 野田 恭子*; 西村 建二*
no journal, ,
ピロリドン誘導体を用いた沈殿法による高速炉燃料の高度化再処理システムを開発している。以前の研究でN-シクロ-2-ヘキシルピロリドン(NCP)を用い、選択的U沈殿工程及びU-Pu共沈工程の2工程からなるプロセスを開発した。さらに、現在はプロセスをより選択的により経済的にするため、ほかのピロリドン誘導体の適用を検討している。本研究では、U及びPuを共沈させる第2沈殿工程の効率化を目指し、新規高疎水性沈殿剤であるN-ネオペンチル-2-ピロリドン(NNpP)及びN-(1,2-ジメチルプロピル-2-ピロリドン(NDMProP)によるPu沈殿挙動に関する試験をU(VI)-Pu(IV)共存溶液で行った。試験の結果、U(VI)はいずれの場合も非常に高い沈殿率を示し、Pu(IV)は沈殿剤添加量が大きくなるほど沈殿率が上昇し、同じ添加量ではNNpP
NCPNDMProP順で沈殿率が高いことがわかった。NNpPでは、モル比2.5倍量の添加で99.5%のPu沈殿率が得られた。また、NNpPの沈殿物が最も取り扱いやすい性状であることもわかり、本試験では、NNpPが第2沈殿工程用の沈殿剤として最も有望であることが示された。
大内 和希; 小松 篤史; 鷹尾 康一朗*; 北辻 章浩; 渡邉 雅之
no journal, ,
ウランを用いるレドックスフロー電池(RFB)の開発に向けた電極反応研究として、イオン液体-DMF混合溶媒中でのUClの電気化学挙動を調査した。U(IV)の還元波とU(III)の酸化波は、-1.6Vと-1.5Vで観測されたが、U(IV)の酸化波は塩化物イオンの酸化より低い電位で観測できなかった。よって、イオン液体-DMF混合溶媒中でのU(III)/U(IV)対は、RFBのカソード反応として利用できる特性を持つ。
鷹尾 康一朗*; 金子 政志; 津島 悟*
no journal, ,
ウラニルイオンが他の金属にはまず見られない平面5座配位を好むというユニークな錯体化学的特徴を示すことに基づいて、新規海水ウラン吸着材の開発を目指している。本研究では、吸着部位となる5座配位子基本構造のデザインおよびそれらの配位子とウラニルイオンとの錯体の合成および同定を行った。
野上 雅伸*; 鷹尾 康一朗*; 杉山 雄一*; 野田 恭子*; 原田 雅幸*; 池田 泰久*; 森田 泰治; 西村 建二*
no journal, ,
FBR燃料再処理を目的として、ピロリドン誘導体(NRP)によるU(VI)の沈殿を基本とした二つの沈殿主工程から成る簡易再処理システムの開発を行っている。第1沈殿工程はU(VI)のみを沈殿させる工程であるが、沈殿条件によってはPu(IV)が共沈するとの知見が得られている。このPu(IV)共沈を抑制する手法の一つとして、マスキング剤添加法を検討した。Pu(IV)の模擬としてU(IV)を用い、マスキング剤存在下におけるU(IV)の沈殿生成挙動について検討したところ、アセトヒドロキサム酸がU(IV)沈殿生成の抑制に効果的であることが明らかとなった。
大内 和希; 小松 篤史; 鷹尾 康一朗*; 北辻 章浩; 渡邉 雅之
no journal, ,
ウランを電極活物質として用いるレドックスフロー電池(RFB)を構築するためにイオン液体-DMF混合系での塩化ウラン(IV)の電気化学反応を調べた。結果として、標準電位が-1.559
0.003Vである準可逆なU(III)/U(IV)対を見出した。この反応は、RFBの負極反応として利用が期待される。
沈殿剤としての性能評価-結晶学的観点より鷹尾 康一朗*; 野田 恭子*; 野上 雅伸*; 杉山 雄一*; 原田 雅幸*; 池田 泰久*; 森田 泰治; 西村 建二*
no journal, ,
ピロリドン誘導体を用いた沈殿法による高速炉燃料の高度化再処理システムを開発している。最適沈殿剤の選択に資することを目的として、11種のピロリドン誘導体が配位した硝酸ウラニル錯体の単結晶X線構造解析を行い、これらの硝酸ウラニル錯体の分子及び結晶構造を明らかにした。それらの比較により、一連のピロリドン誘導体のUOに対する沈殿剤としての性能評価について、結晶学的観点から考察を行った。その結果、N-iso-butyl-2-pyrrolidoneを有する錯体が、結晶中で最も効率的なパッキングを形成することを明らかにした。
横田 優*; 大内 和希; 植野 雄大; 鷹尾 康一朗*; 渡邉 雅之
no journal, ,
本研究では、非水系溶媒をレドックスフロー電池に適用するために、イオン液体と有機溶媒を混合した系におけるフェロセン/フェロセニウムイオンの電極反応を調べた。イオン液体と有機溶媒の混合比を評価するために電極反応の可逆性とフェロセンの拡散係数を測定した。結果として、レドックスフロー電池に適するイオン液体濃度は、約0.5M(体積比13%)であることが分かった。
