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2018 年度 実績報告書

軟X線分光によるイオン液体中の分子の電子状態研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K14134
研究機関山口大学

研究代表者

貞包 裕加 (堀川)  山口大学, 大学院創成科学研究科, 講師 (10589039)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード軟X線発光分光 / イオン液体 / 大気圧分光
研究実績の概要

1. 大気圧下の吸収分光測定セットアップ
29年度にHiSORのビームラインに組み込んだHeパス装置を用い固体粉末、イオン液体、液体と一通りの試料測定は行えていたが、He空間内部が狭く時にフォトダイオード検出器を壁にぶつけて故障させるトラブルがあった。そこで試料、検出器を設置する空間を大きくする改良を行った。真空チャンバーの概念にとらわれずアルミBOXを用いる事で四角い内部空間を広く確保し、かつBOX中に空気分子が混入しないことも確認できた。この改良後、更に光強度の強いNewSUBARUビームラインにてテスト測定を行い、揮発性の高い物質、液体試料の高SNな吸収スペクトル測定に成功した。
2. 酢酸系イオン液体、溶媒和イオン液体
酢酸系イオン液体[C4mim][AcO]が二酸化炭素を吸収した際に観測された吸収スペクトルの形状変化がどんな分子種由来かを調べるため、CO2がC4mim、AcOそれぞれに結合したモデル分子を作り、量子化学計算により理論吸収スペクトルを算出した。その結果、CO2の結合角度によってはどちらの分子でも観測スペクトル形状を再現できることが分かった。そこで検証実験として次の事を行った。C4mimにCO2が結合した場合C4mimからH+が外れ、その結果中性酢酸分子が生成されると考えられているため、[C4mim][AcO]に直接純酢酸を混合した溶液の吸収測定を行った。しかし得られた軟X線吸収スペクトル形状はCO2を含有した場合とスペクトル形状が一致しなかったため、酢酸中性分子がスペクトル変化の原因ではないことが確認できた。溶媒和イオン液体についてはLiTFSAに混合するGlymeの濃度変化測定を行い、錯形成率が上がるとGlyme単体でのHOMOのピーク強度が下がっていたため、錯体形成することによりGlymeのHOMOレベル低下が示唆される実測結果を得ることができた。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

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

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Noriko、Takahashi Osamu、Oura Masaki、Horikawa Yuka
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 123 ページ: 1332~1339

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.8b11437

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of amino group protonation on the carboxyl group in aqueous glycine observed by O 1s X-ray emission spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Horikawa Y.、Tokushima T.、Takahashi O.、Harada Y.、Hiraya A.、Shin S.
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 20 ページ: 23214~23221

    • DOI

      10.1039/c7cp08305j

    • 査読あり
  • [学会発表] 軟X線分光法を用いた酸化タングステン表面に吸着したフェニルアラニンの電子状態観測2019

    • 著者名/発表者名
      中尾嘉宏,新部正人,大浦正樹,高橋修,安達健太,堀川裕加
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会
  • [学会発表] 酢酸/1-メチルイミダゾール混合液体の濃度に依存した電子状態2018

    • 著者名/発表者名
      吉村典子, 大浦正樹, 堀川裕加
    • 学会等名
      山口大学研究推進体「先端的計測・分析基盤技術の創出」×物質構造解析研究会 ジョイントセミナ-
  • [学会発表] 軟X線を用いた固体高分子形燃料電池の白金触媒表面観測2018

    • 著者名/発表者名
      植野一輝,新部正人,堀川裕加
    • 学会等名
      山口大学研究推進体「先端的計測・分析基盤技術の創出」×物質構造解析研究会 ジョイントセミナ-
  • [学会発表] 大気圧ヘリウム雰囲気下での軟X線吸収分光測定装置の開発2018

    • 著者名/発表者名
      中尾嘉宏,吉田啓晃,大浦正樹,堀川裕加
    • 学会等名
      山口大学研究推進体「先端的計測・分析基盤技術の創出」×物質構造解析研究会 ジョイントセミナ-
  • [学会発表] 軟X線分光による酸化タングステン表面に吸着したフェニルアラニンの電子状態観測2018

    • 著者名/発表者名
      中尾嘉宏,徳島高,新部 正人, 安達 健太, 堀川 裕加
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
  • [学会発表] The electronic structure of acetic acid in 1-methylimidazole solution observed by soft X-ray spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Noriko Yoshimura, Hikari Watanabe, Yasuhiro Umebayashi, Masaki Oura, Yuka Horikawa
    • 学会等名
      Joint Conference of EMLG/JMLG Meeting 2018 and 41st Symposium on Solution Chemistry of Japan
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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