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超高精度中性子回折データを用いた溶液構造未踏領域の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 26390110
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 量子ビーム科学
研究機関山形大学

研究代表者

亀田 恭男  山形大学, 理学部, 教授 (60202024)

研究分担者 天羽 優子  山形大学, 理学部, 准教授 (20363038)
臼杵 毅  山形大学, 理学部, 教授 (70250909)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード中性子回折 / 同位体置換法 / 溶液構造 / 溶媒和構造 / 非弾性散乱補正 / 有機溶液 / 動径分布関数 / 接触イオン対 / 非弾性散乱 / 構造解析 / 非晶質
研究成果の概要

本研究では高性能J-PARC NOVA分光器を用いて以下の構造解析を実施し、溶液構造に関する新しい知見を得た。①同位体置換法による部分構造決定における低濃度限界の打破(希薄 LiNO3, LiCl, LiClO4重水溶液中のLi+の水和構造)。②H原子を多量に含む試料に対する新しい非弾性散乱補正法の開発(中性子―X線回折データの同時解析によるNaCl水溶液中におけるNa+の水和構造の濃度依存性)。③複雑な分子内構造を有する有機溶液に対する同位体置換法の適用(LiPF6-DMC溶液, LiCl, LiClO4-THF溶液およびLiTFSA-G4溶液中におけるLi+の溶媒和構造の決定)。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Analysis of Prepeak Structure of Concentrated Organic Lithium Electrolyte by Means of Neutron Diffraction with Isotopic Substitution and Molecular Dynamics Simulation2017

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaguchi, K. Yoshida, T. Yamaguchi, Y. Kameda, K. Ikeda, T. Otomo
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B

      巻: 印刷中

    • NAID

      120006337730

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Local Structure of Li+ in Concentrated LiPF6-Dimethylcarbonate Solutions2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kameda, S. Saito, Y. Umebayashi, K. Fujii, Y. Amo, T. Usuki
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Liquids

      巻: 217 ページ: 17-22

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2015.07.004

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] So-called ‘relaxation’ Mode Located at 0.1 cm-1 in the Low-frequency Raman Spectra of Ethylene Glycol-Acetone Mixtures2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Amo, Y. Kameda, T. Usuki
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 6 号: 5

    • DOI

      10.1063/1.4952588

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Microscopic Structure of Contact Ion Pair in Concentrated LiCl- and LiClO4-Tetrahydrofuran Solutions Studies by Low-frequency Isotropic Raman Scattering and Neutron Diffraction with 6Li/7Li Isotopic Substitution Methods2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kameda, S. Ebina, Y. Amo, T. Usuki, T. Otomo
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B

      巻: 120 号: 20 ページ: 4668-4678

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b03550

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Li+ local structure in Li-tetraglyme solvate ionic liquid revealed by neutron total scattering experiments with the 6/7Li isotopic substitution technique2016

    • 著者名/発表者名
      Soshi Saito, Hikari Watanabe, Yutaka Hayashi, Masaru Matsugami, Seiji Tsuzuki, Shiro Seki, Jose N Canongia Lopes, Rob Atkin, Kazuhide Ueno, Kaoru Dokko, Masayoshi Watanabe, Yasuo Kameda, Yasuhiro Umebayashi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 120 号: 14 ページ: 2832-2837

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.6b01266

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 6Li/7Li and 14N/15N isotopic substitution experiments using NOVA spectrometer at J-PARC2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kameda, T. Miyazaki, Y. Amo, T. Usuki, T. Otomo
    • 雑誌名

      JAEA-Conf 2015-002

      巻: 2015-002 ページ: 517-523

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Neutron diffraction study on the structure of aqueous LiNO3 solutions2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Kameda, Takuya Miyazaki, Toshiya Otomo, Yuko Amo, Takeshi Usuki
    • 雑誌名

      Journal of Solution Chemistry

      巻: 43 号: 9-10 ページ: 158801600-158801600

    • DOI

      10.1007/s10953-014-0223-y

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 中性子回折による25mol% LiTFSA水溶液中におけるLi+の溶媒和構造2017

    • 著者名/発表者名
      亀田恭男、天羽優子、臼杵毅、渡辺日香里、梅林泰宏、上野和英、関志朗、都築誠二、獨古薫、渡邉正義
    • 学会等名
      電気化学会第84回大会
    • 発表場所
      東京都八王子市
    • 年月日
      2017-03-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 6Li/7Li、H/D同位体置換法中性子回折による25mol% LiTFSA水溶液の構造2016

    • 著者名/発表者名
      亀田恭男, 天羽優子, 臼杵毅, 渡辺日香里, 梅林泰宏, 上野和英, 関志朗,
    • 学会等名
      第39回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      茨城県つくば市
    • 年月日
      2016-11-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 濃厚有機リチウム電解液のプレピーク構造:MDシミュレーションと中性子散乱による研究2016

    • 著者名/発表者名
      山口 毅、吉田亨次、山口敏男、亀田恭男、池田一貴、大友季哉
    • 学会等名
      第39回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      茨城県つくば市
    • 年月日
      2016-11-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] リチウムーグライム錯体系溶媒和イオン液体の輸送特性に及ぼすグライム鎖長依存性2016

    • 著者名/発表者名
      梅林泰宏, 齊藤蒼思, 渡辺日香里, 松上 優, 山口毅, Andreas Nazet, Thomas Sonnleitner, Richard Buchner, 藤井健太, 亀田恭男, 関 志朗, 獨古 薫, 渡邉正義
    • 学会等名
      第39回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      茨城県つくば市
    • 年月日
      2016-11-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] エチレングリコール・アセトン混合系の低振動ラマン散乱2016

    • 著者名/発表者名
      天羽優子、久道阿南、野川春香、亀田恭男、臼杵毅
    • 学会等名
      第39回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      茨城県つくば市
    • 年月日
      2016-11-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 低振動数偏光Ramanスペクトルおよび同位体置換法中性子回折によるテトラ2016

    • 著者名/発表者名
      亀田恭男、天羽優子、臼杵毅
    • 学会等名
      電気化学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-03-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 6Li/7Li同位体置換法中性子回折によるTHF中におけるLi+の溶媒和構造2015

    • 著者名/発表者名
      亀田恭男、天羽優子、臼杵毅
    • 学会等名
      第38回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      高知カルポート
    • 年月日
      2015-10-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 同位体置換中性子回折法およびMDシミュレーションによる[Li(G4)][TFSA]2015

    • 著者名/発表者名
      齊藤蒼思、松上優、都築誠二、渡辺日香里、上野和英、関志朗、獨古薫、
    • 学会等名
      第38回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      高知カルポート
    • 年月日
      2015-10-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Solvation Structure of Lithium Ion in Various Organic Solvents2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kameda
    • 学会等名
      平成27年度化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      弘前大学
    • 年月日
      2015-09-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hydration Structure of Na+ and K+ Determined by Simultaneous Fitting Analyses of X-ray and Neutron Diffraction Data2015

    • 著者名/発表者名
      M. Sato, Y. Kameda, Y. Amo, T. Usuki
    • 学会等名
      平成27年度化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      弘前大学
    • 年月日
      2015-09-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 中性子・X線回折データの同時解析によるNa+の水和構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      亀田恭男、後藤麗樺、天羽優子、臼杵毅
    • 学会等名
      電気化学会第82回大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2015-03-15 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 軽水素を多量に含む溶液の中性子非弾性散乱補正2014

    • 著者名/発表者名
      亀田恭男、天羽優子、臼杵毅、大友季哉
    • 学会等名
      第37回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      佐賀アバンセ
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 6Li/7Li and 14N/15N Isotopic Substitution Experiments eith NOVA Spectrometer at J-PARC2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kameda, T. Miyazaki, Y. Amo, T. Usuki, T. Otomo
    • 学会等名
      21st International Collaboration on Advanced Neutron Sources, (ICANS XXI)
    • 発表場所
      茨城県文化センター
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-10-03
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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