权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Electronic Structural Approach to Novel Redox Behavior of Uranium to Explore Chemical Aspects of Nuclear Energy Systems

铀新型氧化还原行为的电子结构方法探索核能系统的化学方面

基本信息

批准号：
20H02663
负责人：
鷹尾康一朗
金额：
$ 11.56万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ウランの酸化還元挙動は原子力化学における重要な共通基盤である。近年配位子自体が酸化還元活性を示す金属錯体が報告されていることから、ウランの酸化還元反応を単なる中心金属の価数変化という古典的概念のみで説明することはもはや限界であり、分子構造と電子状態の相関を扱った電子構造論の導入による詳細な理解を深めることが重要である。本研究では配位子デザイン、錯体合成・構造解析・電気化学測定などの実験と量子化学計算による理論的解析を融合することにより、レドックスアクティブ配位子を持つウラン錯体の酸化還元挙動を電子構造論に基づいて明らかにし、錯体構造中の酸化還元活性部位の決定要因を解明する。令和4年度は、前年度までに得られた成果に基づいてレドックスアクティブ配位子となり得る候補配位子に各種官能基を導入し、それを配位したウラン(VI)錯体の合成を行った。得られた配位子および錯体については、NMR, IR, UV-vis, 元素分析等各種分析手法を用いて同定し、特にウラン(VI)錯体については単結晶X線回折により分子構造を解析するとともにサイクリックボルタンメトリー法を用いてその酸化還元挙動を明らかにした。その結果、配位子骨格への電子求引性もしくは電子供与性官能基の導入により、錯体の酸化還元電位が大きく変化すること、またその変化はハメット則に概ね従うことを確認した。また、密度汎関数法を用いた量子化学計算による錯体構造の最適化および電子状態評価を行い、分子構造の再現性と分子軌道分布から実験結果および考察の妥当性を確認した。

Youdaoplaceholder0 挙 <s:1> acidified reduction 挙 motion atomic force chemistry における important な common base disk である. In recent years, the ligand of autologous が acidification yuan also active を shown す metal misprinted が report されていることから, ウランの acidification and yuan against 応を単なる center metal の価 number variations change という concept of classical のみで illustrate することはもはや limit であり, molecular structure と electronic state の masato を Cha った electronic structure theory の import によるな detailed understanding を deep める Youdaoplaceholder5 とが important である. This study では ligand デザイン, misprinted electric 気 chemical synthesis, structural analysis, determination of などの be 験と quantum chemical calculation による theory analytical を fusion することにより, レドックスアクティブ ligand を hold つウラン misprinted の acidification is yuan 挙をに electronic structure theory base づいて Ming らかにし active site, misprinted structure の acidification also yuan の It is decided to explain する on the grounds of を. And 4 year は, before the annual までに must られた results に base づいてレドックスアクティブ ligand となりる alternate ligand に all faculties を import し, それを ligand したウラン (VI) misprinted の synthetic line をった. To obtain られた coordination positions および misalignment にてて, NMR, IR, UV-vis Element analysis of various analysis methods such as を with いて with fixed し, にウラン (VI) misprinted については単 crystal X-ray inflexion により molecular structure をするとともにサイクリックボルタンメトリをー method with いてその acidification is yuan 挙を Ming らかにした. その results, the ligand bone への electronic o lead sex もしくは electronic sexual function and supply base の import により, misprinted の acidification yuan also potential が big きく variations change すること, またその variations change はハメット is に almost ね従うことを confirm した. また, density masato method を with いた quantum chemical calculation によるの misprinted structure optimization および electronic state evaluation 価を line いの reproducibility, molecular structure と molecular orbital distribution から be 験 results および investigation の justice を confirm した.