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門脇 春彦; 加藤 篤; 富岡 修; 目黒 義弘; 高橋 邦明
no journal, ,
高濃度硝酸ナトリウム水溶液中の硝酸イオンを、液体還元剤を用いて分解するためのPd-Cu触媒の開発を行った。還元剤としてヒドラジンを用いた場合、Pd-Cu/C触媒は硝酸イオンの分解に対し活性を示した。触媒中のPd-Cu比が1.0:0.83の触媒が硝酸イオン及び反応中間体の亜硝酸イオンの還元分解に最適となること、及び、触媒中の担体割合の増加が活性を増加させることを明らかにした。
木村 祥亮; 浅野 雅春; Chen, J.; 前川 康成; 吉田 勝
no journal, ,
重イオンビームによって形成する潜在飛跡領域とグラフト重合を組合せ、膜厚方向に高いプロトン伝導経路を持つ固体高分子型燃料電池膜の開発を進めている。潜在飛跡領域と膜の表面層にのみ選択的にグラフト鎖を導入することを目的に、基材表面にのみラジカル生成が可能な光グラフト(UV法)と基材内部にまでラジカル生成が可能な
線グラフト(法)を組合せグラフト鎖を導入し、次いで、スルホン化により電解質膜を作製した。今回、グラフト重合過程で用いる溶媒の影響と潜在飛跡の構造に影響を及ぼすイオン種とフルエンス効果について検討した。グラフト率を制御することで、いずれの方法においても、0.4
0.6mmol/gのイオン交換容量を持つ電解質膜を作製した。イオン未照射系のプロトン伝導度は、0.03S/cmの値を示した。これに対し、Xeイオン照射系の場合、UV法・法ともに、3
10
ions/cm
のフルエンスで、プロトン伝導度は、0.08S/cmにまで向上した。
水溶液中での陰イオン交換樹脂への吸着挙動笠松 良崇; 豊嶋 厚史; 浅井 雅人; 塚田 和明; 羽場 宏光*; 石井 康雄; 當銘 勇人; 西中 一朗; 秋山 和彦*; 菊永 英寿*; et al.
no journal, ,
原子力機構のタンデム加速器を利用した核反応
Cm(
F,5n)
Dbにより、超アクチノイド元素(超重元素)である105番元素、Db(半減期:34秒)を合成した。さらに、合成した核種を迅速に化学室へガスジェット搬送し、オンラインイオン交換・
線測定装置(AIDA)を用いてHF/HNO水溶液系での陰イオン交換挙動を調べた。その結果を同族(5族)元素(Nb, Ta, Pa)に対する結果と比較し、Dbのフッ化物錯形成、及びその陰イオン交換樹脂との相互作用の強さについて考察した。
岩月 仁; 田中 伸幸; 寺田 敦彦; 小貫 薫; 日野 竜太郎
no journal, ,
日本原子力研究開発機構(原子力機構)では、高温ガス炉を用いた熱化学法ISプロセス水素製造技術の研究開発を進めている。ISプロセスでは、腐食性の強い硫酸やヨウ化水素酸を高温高圧で使用するため、水素製造装置材料の耐食性は非常に重要な課題であることから、これまでに、プロセス環境における材料腐食試験を実施し、候補材の選定及び機器の開発を行ってきた。本報では、実用化に向けたISプロセス環境における材料・機器開発の現状を紹介する。
馬場 祐治; 関口 哲弘; 下山 巖; 本田 充紀; 平尾 法恵*; Deng, J.; 成田 あゆみ
no journal, ,
種々の固体表面上に蒸着したシリコンフタロシアニン化合物薄膜について、ナノメートルスケールの電子構造と配向性を、放射光を用いた顕微X線吸収分光法により観察した。その結果、室温では基板により分子の配向が異なることを見いだした。また、加熱により分子が表面を拡散する様子をナノメートルスケールで観察するとともに、拡散前後に分子の配向が変化することを明らかにした。
吉田 勝; 浅野 雅春; Chen, J.; 前川 康成; 山本 利徳*; 黒田 真一*; 久保田 仁*
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光グラフト重合を利用した電解質膜の作製におけるフッ素系高分子基材の影響について検討した。光グラフト重合は、疎水性モノマー(スチレンなど)と水の両方に可溶な有機溶媒中にキサントンを塗布した高分子フィルムを浸漬し、高圧水銀ランプを用いて、窒素ガス雰囲気下、60
Cで行った。グラフト膜をスルホン化して得た電解質膜の膜厚方向のプロトン伝導度から、グラフト鎖は、いずれの基材においても膜断面を貫通していることが確認できた。しかしながら、ナフィオン相当のプロトン伝導度(0.06S/cm)を得るために、グラフト率は基材によって異なり、PTFE, PVDF, ETFEに対し、7%, 18%, 26%のグラフト率が必要であることも判明した。これらの基材の結晶化度は、上述の順で、64%, 46%, 34%である。グラフト鎖は結晶領域に伸張しないことから、低グラフト率で高プロトン伝導度の機能発現の要因として、結晶構造の違いが考えられる。
2)分子生成成田 あゆみ; 馬場 祐治; 関口 哲弘; 下山 巖; 本田 充紀; 平尾 法恵*; 矢板 毅
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宇宙空間では衛星や彗星表面に氷状のメタン,窒素などの軽分子が存在する。その表面にイオンが衝突することにより、大きなクラスターや分子が生成する反応が実際に起こっており、この反応が宇宙空間における有機分子生成の起源とされている。本研究では、この反応機構を明らかにするため、極低温において銅基板上に厚みを正確に制御してメタン(CH
)及び重水素化メタン(CD)を吸着させ、1keVのヘリウムイオンビームを照射したときに脱離するクラスターイオン及び中性分子を四重極質量分析計で検出した。CDの場合、最も強度が大きい脱離種は質量数28のC
D
及びCDであった。この結果より、イオン照射によりファンデアワールズクラスターが生成するだけでなく、新たなC-C結合が形成されることがわかった。また脱離強度の吸着分子層の厚みに対する依存性により、これらのC-C結合は1電子励起ではなく、吸着分子層の内部におけるヘリウムイオンと吸着分子との原子核衝突によって起こる高密度励起によって生成することがわかった。
下条 晃司郎; 中津留 可乃; 三田村 久吉; 長縄 弘親
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現在、環境汚染・資源枯渇問題が深刻化しており、産業廃棄物の処理及び有用物質の再資源化が望まれている。そこで本研究では廃水中から有価金属である金イオンを回収し、さらに再資源化するためにナノ粒子化を検討した。その結果、抽出剤TODGAと界面活性剤AOTによる抽出剤混合ナノ分子集合体を用いて7種の金属を含む模擬工業廃水から金イオンのみを選択的に抽出分離することができた。また、抽出した金をナノ粒子とすることに成功し、その粒径は逆ミセルの大きさによらず7nm付近で安定(均一化)した。
本田 充紀; 馬場 祐治; 関口 哲弘; 下山 巖; 平尾 法恵*; 成田 あゆみ
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金-イオウの特異な界面の結合状態について、SH結合があるアミノ酸とSH結合を持たないチオフェンを用いて、内殻軌道や荷電子帯の非占有軌道の状態密度の変化による表面吸着分子の電子構造を解析した結果、SH結合がある場合にのみ、特異な界面結合状態が形成されることがわかってきた。今回さらに、その特異な結合は、金表面においてのみ起こる現象であり、導電性酸化物の代表であるITO(Indium Tin Oxide)や遷移金属の代表であるCu表面においては特異な結合は形成されなかったことを見いだしたのでこれを報告する。
稲葉 優介*; 中島 靖隆*; 福岡 佐千緒*; 森 敦紀*; 竹下 健二*; 松村 達郎
no journal, ,
TPEN [
-tetrakis(2-pyridylmethyl)ethylenediamine]は、6つの窒素ドナーで金属イオンを包接する配位子であり、ソフト金属(Cd, Hg, Zn, Cu, Fe等の重金属、Au, Ag, Pd等の貴金属)に対し、水溶液からの高い選択抽出能を有する。また、放射性廃棄物に含まれ分離が困難であるAmとEuの分離抽出において、両イオン間のソフト性のわずかな違いを利用しAmを選択的に分離することが可能である(分離係数: 80200)。本研究では、さらなる抽出能力向上を目指し、TPENのピリジン環に疎水性置換基を導入したさまざまな新規TPEN誘導体を合成し、その金属抽出能を検討した。
福岡 佐千緒*; 稲葉 優介*; 中島 靖隆*; 森 敦紀*; 竹下 健二*; 松村 達郎; 中野 義夫*
no journal, ,
TPEN [-tetrakis(pyridin-2-ylmethyl)-1,2-ethanediamine]は、6つの窒素ドナーによってさまざまな金属と錯体を形成することが知られている。また、ピリジン環に重合性官能基を持つTPEN誘導体は、NIPA(N-isopropylacrylamide)とラジカル重合する際に架橋剤として作用し、得られた高分子ゲルは金属を特異的に吸着することが報告されている。そこで今回われわれは、ピリジン環への重合性官能基の導入数の異なる新規TPEN架橋剤の合成を行った。さらに合成したTPEN誘導体とNIPAとをラジカル重合しゲル化を試みることにより、架橋剤としての機能性の検討を行った。その結果、分子内に存在する4個のピリジル基に重合性官能基を導入した誘導体は架橋剤として有効に機能したが、導入数が3個以下の誘導体は架橋剤として機能せず重合が進行しなかった。発表では、主として新規物質の重合に関する知見を報告する。
今井 良行; 中島 隼人; 笠原 清司; 久保 真治; 小貫 薫
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熱化学水素製造法プロセスの要素反応であるIとHOの混合系へのSOガス吸収反応について、323K363K, I飽和条件でSO分圧の影響を調べた。低圧SOガス存在下、硫酸相との2液相の擬似平衡状態を示すポリヨウ化水素酸に対して、ブンゼン反応の逆反応による理想的脱硫操作を行って得られる溶液の酸濃度(HI/(HI+HO))は、高二酸化硫黄分圧・高温のもとで高く、最大62.0
1.2wt%に達した。
小林 徹; 矢板 毅; 鈴木 伸一; 塩飽 秀啓; 岡本 芳浩; 阿久津 和宏; 仲野 義晴*; 藤井 有起*
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アミド酸素とピリジル窒素を配位元素として併せ持つフェナントロリン-アミド型配位子(PTA)を合成し、そのアクチノイドイオン認識特性を検討した。その結果、高い酸濃度条件で3,4,6価アクチノイドを選択的に認識し、3価アクチノイドとの化学挙動が類似しているといわれているランタノイドからの分離能が、20から50程度あることがわかった。酸濃度領域で分離能に差が生ずる理由は、おもにアクチノイドの5f軌道と効果的に相互作用する2つの芳香族窒素部位と、全アクチノイド及びランタノイドに親和性を示す一つのアミド酸素による作用によっていると詳細な電子状態の検証から推定されている。また、この分離能が現れるためには、分子の構造上必要な要件があることも併せて見いだした。本講演では、PTAの分子設計及び合成法の確立,アクチノイド,ランタノイドの配位特性及びこれら元素の分離特性について発表する。
塩飽 秀啓; 阿久津 和宏; 矢板 毅; 岡本 芳浩; 小林 徹; 沼倉 正彦; 仲野 義晴*; 真原 沙織*; 藤井 有起*
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芳香族窒素系多座配位子は、アクチノイド(An)やランタノイド(Ln)イオンと高い親和性を示すほか、センシング剤としても優れており、多成分溶液から目的元素を検出し同時に分離することのできる物質として有望である。そこで本研究では、トリアゾールピリジンやトリアジンピリジンなど芳香族窒素系多座配位子とその誘導体を合成し発光特性を調べた。トリアゾールピリジン誘導体溶液にTb
を添加すると、配位子に由来する334nmの発光が減少し、Tbに由来する489nmと545nmの発光が大幅に増加した。この発光は、Tbに配位した配位子からTbへのエネルギー移動が起きたためと考えられる。Eu, Sm, Dyを添加した場合も同様の現象が起こることから、トリアゾールピリジン誘導体はこれらLnイオンのセンシング剤として利用できる可能性を見つけた。本講演では抽出実験や滴定実験,XAFS構造解析の結果などをもとにトリアゾール及びトリアジンピリジン誘導体とLn錯体の親和性及びその構造等について議論する。また、それら錯体の発光特性を利用したセンシング剤への応用性についても議論する。