軟Ｘ線分光による固液界面構造の局所電子状態解析法の開発

本研究は，透過型の軟X線吸収分光測定(XAS測定)により固－液相不均一系において界面の相互作用による影響を測定することを目的としている．平成27年度の検討において水熱法で調製したジルコニアナノ粒子懸濁液系をターゲットとして酸素のK吸収端XAS測定を行ったところナノ粒子の導入による変化を示唆するスペクトルの変化が得られたことを報告した．これにより本研究における一定の目的は達成されたが，ナノ粒子調製に使用した化合物に含まれる酸素や水の酸素も類似したエネルギー領域に観察されるため詳細な解析が困難であることが問題であった．そのため今年度は一般的な焼成によって得られるより添加物の少ない粉末に対して本手法の適用を検討した．実験はアナターゼ相，ルチル相，アナターゼとルチルの混晶の酸化チタンを水に分散させたものを使用した．透過法によるTiのL端におけるXAS測定はUVSORの軟X線アンジュレータ―ビームラインBL3Uで行った．2wt%の酸化チタン懸濁液を液体セルに流通して測定したところ軟X線が透過せず測定ができなかった．光学顕微鏡でセルの様子を観察したところ，マイクロメートルオーダーの凝集体が液体セル内部に入ったため，セルの厚みを調整できなくなっていることが分かった．そこで超音波ホモジナイザーを使用して水中の酸化チタンを粉砕し測定を行ったところ厚みの制御が可能となり懸濁液系のXAS測定を安定して行うことが出来た．次にこの試料を用いて液相のpHを変化させて酸化チタンの表面電荷を変化させてXAS測定を行ったところpH依存性を示さなかった．このことから検討した酸化チタンの粒子サイズでは表面の電荷は粒子内部のTi原子の電子状態にほとんど影響を与えていないことが分かった．

本研究は，透過型の軟X線吸収分光測定(XAS測定)により固－液相不均一系において界面の相互作用による影響を測定することを目的としている．平成27年度の検討において水熱法で調製したジルコニアナノ粒子懸濁液系をターゲットとして酸素のK吸収端XAS測定を行ったところナノ粒子の導入による変化を示唆するスペクトルの変化が得られたことを報告した．これにより本研究における一定の目的は達成されたが，ナノ粒子調製に使用した化合物に含まれる酸素や水の酸素も類似したエネルギー領域に観察されるため詳細な解析が困難であることが問題であった．そのため今年度は一般的な焼成によって得られるより添加物の少ない粉末に対して本手法の適用を検討した．実験はアナターゼ相，ルチル相，アナターゼとルチルの混晶の酸化チタンを水に分散させたものを使用した．透過法によるTiのL端におけるXAS測定はUVSORの軟X線アンジュレータ―ビームラインBL3Uで行った．2wt%の酸化チタン懸濁液を液体セルに流通して測定したところ軟X線が透過せず測定ができなかった．光学顕微鏡でセルの様子を観察したところ，マイクロメートルオーダーの凝集体が液体セル内部に入ったため，セルの厚みを調整できなくなっていることが分かった．そこで超音波ホモジナイザーを使用して水中の酸化チタンを粉砕し測定を行ったところ厚みの制御が可能となり懸濁液系のXAS測定を安定して行うことが出来た．次にこの試料を用いて液相のpHを変化させて酸化チタンの表面電荷を変化させてXAS測定を行ったところpH依存性を示さなかった．このことから検討した酸化チタンの粒子サイズでは表面の電荷は粒子内部のTi原子の電子状態にほとんど影響を与えていないことが分かった．