Development of new XRF imaging for operando analysis of electrochemical reactions

开发用于电化学反应操作分析的新型 XRF 成像

基本信息

批准号：
22H02108
负责人：
辻幸一
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Osaka Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02108/
关键词：
蛍光X線分析元素イメージングオペランド計測

项目摘要

固液界面で生じる電気化学反応などの現象を解明するには、広い視野を迅速に元素イメージングする手法が有効である。このために蛍光X線分析法に注目し、X線光学素子を含めたX線要素技術の開発や情報処理技術を取り入れた迅速で高空間分解能な蛍光X線元素イメージング法の開発を目指した。まず、蛍光X線元素イメージング装置については、これまでの知見を活かしてダブルスリットを用いてシート状のX線ビームを作製し、試料に照射できるように改良を行った。既存のX線CCDカメラを用いて、１つ１つのピクセルにおいてシングル・フォトン・カウンティング解析することで元素分布像を得ることに成功した。一次X線ビームを試料内部に照射することで、試料深さ方向における元素分布像を取得できることを確認した。空間分解能の向上が課題の１つであることが明らかとなった。並行して、電気化学セルの試作に取り組んだ。セル内で発生した蛍光X線の信号をX線カメラで計測するために、特にX線窓材の最適化と電気化学反応の制御に取り組んだ。電界液の漏れなどに対策に時間を要した。加えて、蛍光X線の強度分布像の超解像解析について共同研究者と議論した。圧縮センシングの技術を利用することで、元素分布像の改質に取り組んだ。その他の関連の研究成果として、X線ビーム径の評価に関して数学的に考察し、評価方法を提案できた。ベイズ推定を利用した蛍光X線スペクトル予測に関して考察し、短時間での蛍光X線分析法についても研究を進めることができた。

宽视场的快速元素成像可以有效地阐明固液界面处发生的电化学反应等现象。为此，我们重点关注荧光X射线分析，旨在开发包括X射线光学元件在内的X射线元素技术以及结合信息处理技术的快速、高空间分辨率荧光X射线元素成像方法。首先，我们利用先前的知识，对荧光X射线元素成像装置进行了改进，使其可以使用双缝产生片状X射线束并照射样品。利用现有的X射线CCD相机，我们通过对每个像素进行单光子计数分析，成功获得了元素分布图像。我们确认，通过用一次X射线束照射样品内部，可以获得样品深度方向上的元素分布图像。很明显，提高空间分辨率是挑战之一。与此同时，他还致力于电化学电池原型的研究。为了使用 X 射线相机测量细胞内产生的荧光 X 射线信号，我们重点优化 X 射线窗口材料并控制电化学反应。采取措施防止电解液泄漏需要时间。此外，我们还与合作者讨论了荧光 X 射线强度分布图像的超分辨率分析。我们致力于利用压缩传感技术修改元素分布图像。作为另一项相关研究成果，我们能够从数学角度考虑X射线束直径的评估并提出一种评估方法。我们考虑使用贝叶斯估计来预测荧光X射线光谱，并且能够在短时间内推进荧光X射线分析方法的研究。

项目成果

期刊论文数量（23）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

全反射蛍光Ｘ線測定強度の試料位置依存性と使用済みマスクの簡易元素分析

全内反射荧光 X 射线测量强度的样品位置依赖性以及所用掩模的简单元素分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
辻幸一;山口浩輝;松山嗣史
通讯作者：
松山嗣史

X-Ray Fluorescence Elemental Imaging (a9796) in Encyclopedia of Analytical Chemistry

分析化学百科全书中的 X 射线荧光元素成像 (a9796)

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Wang Chengshan;Zhou Yiqun;Ewuola Christopher;Akinleye Toyin;Hasegawa Takeshi;Leblanc Roger M.;宍戸辰也・林大和・飯塚愛斗・山中俊輝・滝澤博胤;Kouichi Tsuji
通讯作者：
Kouichi Tsuji

Evaluation of Analyzing Volume in TXRF arrangement

TXRF排列中分析体积的评价

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kouichi Tsuji;Kiroki Yamaguchi;Tsugufumi Matsuyama
通讯作者：
Tsugufumi Matsuyama

Spectrum prediction in X-ray fluorescence analysis using Bayesian estimation

使用贝叶斯估计进行 X 射线荧光分析中的光谱预测

DOI：
10.1016/j.sab.2022.106593
发表时间：
2023
期刊：
Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy
影响因子：
0
作者：
Matsuyama Tsugufumi;Nakae Masanori;Murakami Masashi;Yoshida Yukihiko;Machida Masahiko;Tsuji Kouichi
通讯作者：
Tsuji Kouichi

共焦点3次元蛍光X線分析法による乾燥パスタの内部元素イメージング

使用共焦三维 X 射线荧光光谱对干意大利面进行内部元素成像