高輝度放射光並びに中性子プローブによる金属イオンのゲル液二相分配ダイナミクス解明

使用高强度同步辐射和中子探针阐明凝胶液体中金属离子的两相分配动力学

基本信息

批准号：
14J00202
负责人：
中瀬正彦
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Japan Atomic Energy Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

f元素認識用の有機配位子の合成スキームを整備し,一連のランタノイド(Ln(III))との単結晶を合成し,Ｘ線構造解析により元素間距離や結合角といった錯体構造を取得した．併せて各種配位子とLn(III)の酸乖離定数や錯形成定数を求め, 錯体構造と配位強さの相関を取得した．放射光EXAFS法でも一連のLn(III)と各種配位子との溶液中の錯体構造を取得し, 単結晶構造でフィッティングを行い構造を考察した．非対称な構造のN,Oハイブリッドドナー配位子は特定のLn(III)との錯形成定数が極大値を持ち, 配位子の基本骨格の選定が重要であることを明らかにした．最終年度は配位子搭載型ゲルサンプル(例えば感温性N-イソプロピルアクリルアミド(NIPA)など)にEu(III)やNd(III)を吸着させ, 何点かの温度で保持しながらSPring-8 BL11XUで放射光EXAFS計測を行った．その結果,硝酸Nd(III)水溶液, 硝酸Eu(III)水溶液や配位子を含まないNIPAゲルでは動径構造関数は温度上昇による熱振動増大により水和水のO等に由来する第一ピークが鈍化したが錯体構造の変化は見られなかった．配位子を搭載したNIPAゲル中では温度変化による膨潤収縮状態変化により若干近距離にシフトした．これはゲル中で錯体構造(水和水数や結合距離など)が溶液中と若干異なり, ゲルを用いた錯形成“場”の制御による錯体構造変化の可能性を示している．ゲル中では幾つかの構造の錯体が混在している可能性もあり更に実験条件を変化させてEXAFS法による錯体構造を取得し, 詳細なフィッティングによって溶液とゲル中の錯形成挙動の変化を明らかにする必要がある．初年度から始めた有機合成に時間がかかり錯形成挙動, 吸着挙動, 錯体構造とゲルの化工物性との相関は十分に検討できなかったため, 今後の検討課題である．

开发了用于识别F元件的有机配体的合成方案，并合成具有一系列lanthanoids（LN（III））的单晶体，并通过X射线结构分析获得了复杂的结构，例如元素间距离和键角等复杂结构。此外，确定了各种配体和LN（III）的酸发散常数和复合形成常数，并获得了复杂结构与配位强度之间的相关性。同步子光谱样品方法还获得了溶液中一系列LN（III）和各种配体的复杂结构，并通过将其与单个晶体结构拟合来检查结构。据透露，N，O杂种供体配体的不对称结构具有最大的复合形成常数，其特定LN（III）的选择很重要。在最后一年，欧盟（III）和ND（III）被吸附在配体安装的凝胶样品（例如温度敏感的N-异丙基丙烯酰胺（NIPA）等）上，并使用Spring-8 BL11XU测量了在几个温度下维持其测量的，并使用Spring-8 BL11XU进行测量。结果，在水溶液（III）硝酸盐，欧盟水溶液（III）硝酸盐或无配体的NIPA凝胶中，由于温度升高，由于温度升高而增加了从水合水中O的第一个峰的径向结构函数，但由于温度升高而增加，但在复杂的结构中未经过变化。在配备配体的NIPA凝胶中，温度变化略有转移到略短的距离。这表明凝胶中的复杂结构（例如水合水合和粘结距离的数量）与溶液中的复合结构略有不同，这表明由于使用凝胶控制了复合物形成“场”，因此复杂结构发生变化的可能性。凝胶中可能混合了几种结构的复合物，必须更改进一步的实验条件，以通过EXAFS方法获得复杂的结构，并且必须通过详细的拟合来阐明溶液和凝胶中复杂形成行为的变化。从第一年开始的有机综合，从第一年开始，复杂的形成行为，吸附行为以及凝胶的复杂结构和化学特性之间的相关性没有充分研究，因此这是未来的问题。