| 研究課題/領域番号 |
21K05155
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| 研究機関 | 東京電機大学 |
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研究代表者 |
保倉 明子 東京電機大学, 工学部, 教授 (20343569)
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| 研究分担者 |
宮崎 淳 東京電機大学, 工学部, 准教授 (50408697)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 液体電極プラズマ / 発光分光分析 / ガリウム / インジウム / マトリックス効果 / アルカリ金属イオン / ハロゲン |
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| 研究実績の概要 |
環境中の水や土壌、微生物や植物の細胞などに含まれる微量金属の分析は、人間の社会活動が環境に与える影響を明らかにする際の指標の一つである。微量金属の濃度は、通常、原子吸光分析法、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ICP-AES）、質量分析法（ICP-MS）などで測定されている。しかし、これらの装置はかさばるため、現場での測定には適していない。ここ数十年、元素分析のための液体放電プラズマが注目され、いくつかの放電方式が提案されている。溶液の放電法の一つである液体電極プラズマ（LEP）は、水溶液中で2つの電極間に電圧を印加することで発生させることができる。LEPによって溶液中の元素が励起されるため、試料溶液中の元素に由来する原子発光スペクトル（AES）が観測される。LEP-AESの原理を応用した元素分析装置が市販されており、小型で携帯性に優れているため、現場での測定に適している。しかし、LEP-AESは、発光強度が試料溶液中のマトリックスの影響を受けることが知られており、その挙動が定量精度に影響することが多い。本年度は，アルカリ金属を含む酸溶液中におけるInとGaの原子発光強度について検討した。
その結果，LEP-AESにより、Ga, In, Li, Na, K, H, O, OHの発光ピークを観測することができ，アルカリ金属（Li, Na, K）の濃度が高くなると、GaとInの発光強度は低下することを見出した。アルカリ金属共存下では、Inの発光強度の減少比率がGaのそれよりも高くなった。また，GaとInの発光強度に対するアルカリ金属間の差は観察されなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度は，LEP-AESの装置を改良し，２種類の分光器を搭載した。これにより，広い波長領域における発光線の観察と，特定の波長領域における波長分解能の向上が実現した。
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| 今後の研究の推進方策 |
改造した装置を用いて，ハロゲン化物イオンを含む標準溶液の分子発光スペクトル測定を行う。試料として，ハロゲン化物イオン（F－, Cl－, Br－, I－）含有溶液と，金属イオン（Al3+, Ca2+, Ga3+, In3+, Ba2+など）含有溶液を適宜混合して，測定溶液を調製する。試料溶液を入れるセルには，石英やサファイヤの小型専用セルを用いる。ここに白金電極を挿し，500～1500 Vの高電圧をパルス印加し，発生した分子発光スペクトルを計測する。スペクトル線の帰属には，NISTの分子分光データ等を参考にする。含有するハロゲンイオンや酸溶媒の違いによる発光やセル耐性の違いを検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍が収束してきたので，次年度に旅費を支出する予定である。
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