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2019 年度 実績報告書

電解質溶液に溶存するウラニル及びモリブデニル錯体の分光電気化学研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H03521
研究機関大阪大学

研究代表者

藤井 俊行  大阪大学, 工学研究科, 教授 (10314296)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードウラン / モリブデン / バナジウム / 電気化学分析法 / 吸光分光分析法 / ラマン分光分析法 / 錯生成
研究実績の概要

モリブデン酸アンモニウム含水塩を用いて、 1および 10 mM Mo を含む 0.1 M 硝酸溶液 を調製した。作用電極として炭素電極を用いてサイクリックボルタモグラム CV 測定を行い、酸化還元挙動を調査した。次に定電位電解を行い、還元化学種を電気化学的に液内に作成した。また、ラマン分光分析法を用いて、定電位電解前後の分子振動状態を比較した。1mM Mo の試料溶液のボルタグラムには、銀/塩化銀標準電位に対して-0.1 V 付近で還元ピークが観察されなかったが、10 mM Mo の試料溶液については観察された。これは、Mo 濃度が高いときに生成する多量体の還元に起因すると考えられる。このことはラマン分光分析結果からも支持された。
ウラン、モリブデン、およびバナジウムのオキシカチオン水和種について、分子軌道計算を行った。水和数4~6の錯体種が安定に生成することが明らかになった。また、酸素=対象元素=酸素の結合角は、直線状の化学種や変角の化学種など多種にわたること、その結合角は、f軌道電子およびd軌道電子と酸素のp電子との化学結合の差が現れていることが分かった。
硝酸溶液に溶存するモリブデンの化学種は、モリブデン濃度と、溶液のpHにより、溶存種が異なることが分光電気化学法から明らかになった。電解還元による5価モリブデンを種とするモリブデンブルーの生成条件は、[Mo]≧5 mMであり、多量体種の還元により生成されることが分かった。硝酸系における、ウランなどアクチノイドの加水分解種や多核種生成メカニズムを理解するにあたって、モリブデンおよびバナジウムの錯生成に関する分光電気化学分析結果は有意な知見を与えることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (1件)

  • [雑誌論文] 使用済み燃料再処理工程におけるモリブデンの酸化還元挙動2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤慎也,矢次修蔵, 杉原英幸,上原章寛,加藤千図,藤井俊行
    • 雑誌名

      京都大学複合原子力科学研究所学術講演会報文集

      巻: 54 ページ: 39

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公開日: 2021-01-27  

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