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2021 年度 実施状況報告書

Rfのハロゲン化物錯形成の系統的議論に向けた第4族元素の臭化物錯形成の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K15317
研究機関サレジオ工業高等専門学校

研究代表者

横北 卓也  サレジオ工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (10802655)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードラザホージウム
研究実績の概要

Rfの同族元素のZr及びHfの臭化水素酸系のイオン交換及びUV-visスペクトルの測定を行い、陽イオン交換挙動とUV-visスペクトルの変化の関連性が見られたものの、臭化水素酸系でのRfのイオン交換の研究が難しそうであることがわかった。一方で、Rfの比較となるZrとHfのイオン交換挙動と化学種の変化の様子を調べる手法開発は、今後のRfの化学研究に必要不可欠であるため、同族元素のZrとHfの臭化物錯形成の研究は進めている。その中で、同族元素のZrとHfの化学種情報を調べる手法を開発するため、これまでに実験を行ってきたZrとHfの塩酸及び硫酸系の溶媒抽出とESI-MSスペクトルの測定により、ZrとHfの化学種の同定手法の開発を行った。その結果、これまでに報告のあるZr及びHfの化学種情報が得られ、溶媒抽出と質量分析の組み合わせにより、ZrとHfの候補化学種の推定の道筋がたった。
このような中で、過去に行ったRf及び同族元素のZrとHf、擬似同族元素のThの硫酸系の陰イオン交換挙動を再評価することとなった。ZrとHfについては、ESI-MSスペクトルとトリオクチルアミンによる溶媒抽出の結果を基に、硫酸中での溶存化学種の候補を推定することができた。今後さらなる分析を行うことで、硫酸中でのZrとHfの化学種同定につなげることができると考えている。また、RfとZr、Hf、Thの陰イオン交換挙動の比較により、Rfの硫酸錯形成についてさらなる考察を行うことができる可能性が見えてきた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

転職に伴い、研究環境及び業務内容が変化した。このため、Rfとの比較のための同族元素のZrとHfの臭化物錯形成を調べるための研究方法を考案するため、これまでに実験を行ってきた塩酸及び硫酸系の実験結果のマススペクトルの取得と溶媒抽出挙動から、マススペクトルと溶媒抽出の組み合わせによる化学種同定手法の検討を進めるにとどまった。

今後の研究の推進方策

Rfの臭化水素酸系の研究は現段階で困難が予想される。そこで、同族元素のZrとHfの臭化物錯形成の詳細検討を目指し、研究を進める。また、本研究の派生研究により、Rfの硫酸錯形成に関する議論が深まったため、そちらの内容について学術論文執筆を行っていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

コロナ下及び転職により、研究計画が大幅にずれてしまった。今年度は、この遅れを取り戻そうと研究を進める予定であるため、昨年度までに購入できなかった物品を購入し、研究を進展させる予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Anion- and cation-exchange studies of Zr, Hf, and Th using ion-exchange resin and fiber in H2SO4 media for chemical characterization of sulfate complex of Rf2022

    • 著者名/発表者名
      Yokokita Takuya、Yano Shinya、Komori Yukiko、Haba Hiromitsu
    • 雑誌名

      Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry

      巻: 331 ページ: 1127~1134

    • DOI

      10.1007/s10967-021-08184-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anion-exchange Experiment of Zr, Hf, and Th in HNO<sub>3</sub> and Quantum Chemical Study on the Nitrate Complexes toward Chemical Research on Element 104, Rf2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Eisuke、Kasamatsu Yoshitaka、Yokokita Takuya、Hayami Sho、Tonai Katsuma、Ninomiya Hidemi、Kondo Narumi、Shigekawa Yudai、Haba Hiromitsu、Kitagawa Yasutaka、Nakano Masayoshi、Shinohara Atsushi
    • 雑誌名

      Solvent Extraction and Ion Exchange

      巻: - ページ: 1~16

    • DOI

      10.1080/07366299.2021.2020956

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of 266Bh in the 248Cm(23Na, 5n)266Bh reaction and its decay properties2021

    • 著者名/発表者名
      H. Haba et al.
    • 雑誌名

      RIKEN Accelerator Progress Report

      巻: 54 ページ: 141

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anion-exchange behavior of Db in HF/HNO3 solution2021

    • 著者名/発表者名
      M. Kato, S. Adachi, A. Toyoshima, K. Tsukada, M. Asai, T. Yokokita, Y. Komori, Y. Wang, Y. Shigekawa, D. Mori, H. Haba, A. Kashihara, A. Nakajima, K. Tokoi, Y. Suzuki, K. Nishizuka, K. Sueki
    • 雑誌名

      RIKEN Accelerator Progress Report

      巻: 54 ページ: 147

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anion exchange of Rf in H2SO4 using the batch-type solid-liquid extraction apparatus AMBER2021

    • 著者名/発表者名
      T. Yokokita, Y. Kasamatsu, E. Watanabe, Y. Komori, Y. Shigekawa, Y. Wang, D. Mori, H. Ninomiya, S. Hayami, K. Tonai, K. Ghosh, A. Shinohara, H. Haba
    • 雑誌名

      RIKEN Accelerator Progress Report

      巻: 54 ページ: 148

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Online anion-exchange experiment of Zr in H2SO4 for the chemical study of Rf in H2SO42021

    • 著者名/発表者名
      T. Yokokita, Y. Shigekawa, Y. Wang, Y. Komori, Y. Kasamatsu, E. Watanabe, H. Haba
    • 雑誌名

      RIKEN Accelerator Progress Report

      巻: 54 ページ: 149

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solvent extraction of Zr and Hf from HCl by Aliquat 336 using a flow-type extraction apparatus toward online chemical studies of element 104, rutherfordium2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Kasamatsu, N. Kondo, K. Nakamura, Y. Kuboki, H. Ninomiya, Y. Shigekawa, E. Watanabe, Y. Yasuda, K. Toyomura, M. Nagase, T. Yokokita, Y. Komori, H. Haba, T. Yoshimura, H. Itabashi, A. Shinohara
    • 雑誌名

      RIKEN Accelerator Progress Report

      巻: 54 ページ: 150

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cation- and anion-exchange behavior and UV-vis spectroscopy of Zr in HBr for chemical characterization of bromide complexes of Rf2021

    • 著者名/発表者名
      T. Yokokita and H. Haba
    • 雑誌名

      RIKEN Accelerator Progress Report

      巻: 54 ページ: 151

    • 査読あり
  • [学会発表] Zr及びHfのスルファト錯体推定に向けたTOA/H2SO4系の溶媒抽出2022

    • 著者名/発表者名
      横北卓也, 羽場宏光
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会 (2022)

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公開日: 2022-12-28  

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