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The electronic states of ionic liquid observed by soft X-ray spectroscopy

Research Project

Project/Area Number 17K14134
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Quantum beam science
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

Sadakane (Horikawa) Yuka  山口大学, 大学院創成科学研究科, 講師 (10589039)

Research Collaborator Tokushima Takashi  
Takahashi Osamu  
Umebayashi Yasuhiro  
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords軟X線分光 / 電子状態 / 溶媒和イオン液体 / イオン液体 / 軟X線発光分光 / 大気圧分光 / 軟X線発光分光
Outline of Final Research Achievements

We conducted electronic state research on samples that are difficult to install in vacuum and highly volatile samples by developing a simple helium path apparatus for soft X-ray measurements.
The selective observation of glyme in the solvated ionic liquid [Li (glyme)] [TFSA] shows that when the Li complex is formed, the emission peak intensity corresponding to the HOMO orbital observed in the glyme pure liquid is reduced. We succeeded in directly observing the HOMO level drop that was predicted from quantum chemical calculation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Heパスを利用した軟X線分光装置を開発することで、これまで測定が困難であった揮発性の高い試料なども測定できるようになった。また溶液セルが破損した時の真空チャンバー内の光学素子や検出器へのダメージが懸念されることから測定することが難しかった液体試料も、より一般的な軟X線ビームラインにおいても設置しやすくなり、安全に測定できるようになった。これによりイオン液体や溶液中の錯体の電子状態観測ができるようになり液相の分子間相互作用を電子状態変化から研究できるようになった。またソフトマター系が測定できるようになったことで、より広い範囲での材料科学の発展に寄与できるようになると考えている。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Electronic States of Acetic Acid in a Binary Mixture of Acetic Acid and 1-Methylimidazole Depend on the Environment2019

    • Author(s)
      Yoshimura Noriko、Takahashi Osamu、Oura Masaki、Horikawa Yuka
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry B

      Volume: 123 Issue: 6 Pages: 1332-1339

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.8b11437

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of amino group protonation on the carboxyl group in aqueous glycine observed by O 1s X-ray emission spectroscopy2018

    • Author(s)
      Horikawa Y.、Tokushima T.、Takahashi O.、Harada Y.、Hiraya A.、Shin S.
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 20 Issue: 36 Pages: 23214-23221

    • DOI

      10.1039/c7cp08305j

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Resonant inelastic x-ray scattering and photoemission measurement of O2: Direct evidence for dependence of Rydberg-valence mixing on vibrational states in O 1s → Rydberg states2017

    • Author(s)
      Gejo T.、Oura M.、Tokushima T.、Horikawa Y.、Arai H.、Shin S.、Kimberg V.、Kosugi N.
    • Journal Title

      The Journal of Chemical Physics

      Volume: 147 Issue: 4 Pages: 044310-044310

    • DOI

      10.1063/1.4994895

    • NAID

      120006776217

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of a spectro-electrochemical cell for soft X-ray photon-in photon-out spectroscopy2017

    • Author(s)
      Ishihara Tomoko、Tokushima Takashi、Horikawa Yuka、Kato Masaru、Yagi Ichizo
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments

      Volume: 88 Issue: 10 Pages: 104101-104101

    • DOI

      10.1063/1.4997820

    • NAID

      120006776218

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] XAS and XES studies of carbonate and bicarbonate ions in aqueous solutions2017

    • Author(s)
      Nishida Naohiro、Horikawa Yuka、Tokushima Takashi、Takahashi Osamu
    • Journal Title

      Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena

      Volume: 220 Pages: 96-100

    • DOI

      10.1016/j.elspec.2016.12.006

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      中尾嘉宏,新部正人,大浦正樹,高橋修,安達健太,堀川裕加
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      中尾嘉宏,徳島高,新部 正人, 安達 健太, 堀川 裕加
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      第12回分子科学討論会
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  • [Presentation] The electronic structure of acetic acid in 1-methylimidazole solution observed by soft X-ray spectroscopy2018

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      Noriko Yoshimura, Hikari Watanabe, Yasuhiro Umebayashi, Masaki Oura, Yuka Horikawa
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      Joint Conference of EMLG/JMLG Meeting 2018 and 41st Symposium on Solution Chemistry of Japan
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      松村準也,徳島高,高橋修,堀川裕加
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  • [Presentation] 薄膜窓材を用いた大気圧He雰囲気下での固体の軟X線吸収測定装置の開発2018

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      中尾嘉宏,吉田啓晃,徳島高,堀川裕加
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      第31回日本放射光学会年会
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  • [Presentation] 軟X線分光による二酸化炭素を吸収する酢酸系イオン液体の電子状態研究2017

    • Author(s)
      戸畑敦貴, 森山諒平, 徳島高, 高橋修, 梅林泰宏, 堀川裕加
    • Organizer
      第40回溶液化学シンポジウム
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 軟 X 線分光による酢酸/1-メチルイミダゾール混合液体の電子状態観測2017

    • Author(s)
      吉村典子, 徳島高, 堀川裕加
    • Organizer
      第40回溶液化学シンポジウム
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 軟 X 線分光によるリチウム―グライム錯体系溶液の電子状態観測2017

    • Author(s)
      松村準也, 徳島高, 高橋修, 梅林泰宏, 堀川裕加
    • Organizer
      第40回溶液化学シンポジウム
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 大気圧 He 雰囲気下での液体試料の軟 X 線吸収分光測定装置の開発2017

    • Author(s)
      中尾嘉宏, 吉田啓晃, 徳島高, 堀川裕加
    • Organizer
      第40回溶液化学シンポジウム
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      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2020-03-30  

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