特集 学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 13 日本分析化学会第 59 回年会の発表を終えて 藤 林 貴 文 Takafumi FUJIBAYASHI 物質化学科 4年 炭酸リチウムから合成しました．これら，6 種類の 1．はじめに リチウム化合物を XPS の Li（1s），Cl（2p）XPS スペ 私は 2010 年 9 月 15 日（水）から 17 日（金）に クトルを測定しました．EELS スペクトルからはリ 東北大学で開催された日本分析化学会第 59 年会に チウムの結合性によるピーク形状の違いを比較検討 参加し，「XPS および EELS スペクトルによるリチ しました． ウム化合物の状態分析」というテーマでポスター発 表を行いました． 4．実験結果と考察 4. 1 2．緒言と目的 XPS スペクトル 6 種類の化合物の Li（1s）XPS ピークを比較検討 リチウムはナトリウム，カリウムとともにアルカ したところ，フッ化リチウム，酢酸リチウムの Bind- リ金属に属していますが，実際にはアルカリ土類金 ing energy（eV）はあまり変化が見られませんでし 属であるマグネシウムやカルシウムに似た性質を示 た．それに対し，塩化リチウム，次亜塩素酸リチウ します．また，リチウムは有機化学反応における試 ム，亜塩素酸リチウム，塩素酸リチウム，過塩素酸 薬，高出力電池材料やイオン伝導体にも利用され， リチウムのピークは明らかに大きく異なりました． その重要性がさらに高まっています．本研究では， 次に，Cl（2p）XPS ピークから Cl− →ClO− →ClO−2 → X 線光電子分光法（XPS）および電子エネルギー損 ClO−3 →ClO−4 の順に高エネルギー側にシフト（電子 失分光法（EELS）を用いて種々のリチウム化合物 密度が低下）することがわかりました．これは Cl の状態分析を行い，さらに DV-X α 分子軌道計算 と結合している O の電子吸引効果によるものと考 法を用いて理論 XPS および EELS スペクトルを求 えました．また，亜塩素酸リチウムの Cl（2p）XPS めました．リチウム化合物のスペクトルピークの位 ピークで X 線を照射する時間経過に伴い，Cl（2p） 置とピーク形状によって 3 つに分類し，リチウムの のピーク形状が変化していることがわかりました． 化学状態との相関を検討しました． これは亜塩素酸リチウムが X 線の照射により還元 されていると考えました． 3．実験方法 フッ化リチウム，酢酸リチウム，塩化リチウム 4. 2 EELS スペクトル （無水），塩素酸リチウム（0.5 水和物），過塩素酸リ それぞれのリチウム化合物の EELS ピークの比 チウムは市販の試薬を用い，次亜塩素酸リチウムは 較検討をしました．酢酸リチウムとフッ化リチウム t-ブタノールと次亜塩素酸ナトリウムに水酸化ナト を比較すると，20 eV 付近に異なるピークが確認さ リウムを加えることによって合成しました．また， れました．これらのピークはリチウムの結合状態を 亜塩素酸リチウムは亜塩素酸ナトリウムに硝酸鉛と 示すピークで，酢酸リチウムのなだらかなピークは ― S-115 ― くにつれて Binding energy が増加する傾向にありま した．また，Cl （2p）の XPS ピークでも高エネルギ ー側にシフト（電子密度が低下）する傾向があるこ とがわかりました．また，亜塩素酸リチウムにおい て Cl （2p）XPS スペクトルが X 線照射によってピー Fig. 1 LiCl（左）と CH3COOLi（右）の EELS スペクトル ク形状変化を起こしていることが確認できました． EELS スペクトルにおいては，20 eV 付近にリチウ ム由来のピークが観測され，そのピーク形状により リチウム結合性，フッ化リチウムの鋭いピークはイ 酢酸リチウムはリチウム結合性，フッ化リチウム， オン結合性のピークに分類できます．同様に，塩化 塩素酸系列はイオン結合性のピークに分類できまし リチウム，次亜塩素酸リチウム，亜塩素酸リチウ た． ム，塩素酸リチウム，過塩素酸リチウムにも鋭いピ 今後の課題としては，Cl を含むリチウム化合物 ークが確認できました．また，結合性のピークとは を分析するとともに，同じハロゲンであるフッ素， 別に 8 eV と 13 eV 付近に塩素由来のピークが確認 臭素，ヨウ素などの化合物を XPS ならびに EELS でき，これらのピークは亜塩素酸ナトリウムでも確 スペクトル等で分析する必要があると考えていま 認できました． す．また，電子状態の大きく異なるリチウム化合物 ・錯体についても検討する予定です． 5．総括 フッ化リチウム，酢酸リチウム，塩素酸系列のリ 6．おわりに チウム化合物を用いて X 線光電子分光法（XPS） 今回の発表では色々な方から実験結果に対してご と電子エネルギー損失分光法（EELS）より検討し 質問や問題点，改善点，今後の課題などを頂き大変 ました．Li （1s）XPS ピークでは，フッ化リチウム， 勉強になりました．最後に私にご協力して頂いた藤 酢酸リチウムについてはあまり変化が見られません 原教授，研究室の皆様，学会発表でお世話になった でしたが，塩素酸系列では O 原子の数が増えてい 皆様に心からお礼申し上げます． ― S-116 ―
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