低温マトリックス単離赤外分光法による希ガス固体中のトンネル反応の研究

• Project/Area Number: 09226209
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 中田 宗隆 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 教授 (40143367)
• Project Period (FY): 1997
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1997)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 1997: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: マトリックス単離法 / 赤外分光法 / クラスター / 光反応 / トンネル効果 / 水素移動

Research Abstract

低温マトリックス単離赤外分光法による希ガス固体中のトンネル反応の研究を以下のような過程で行った.まず,閉サイクル型ヘリウム冷凍機(コンプレッサーについては,すでに昨年度購入済み)を購入して低温マトリックス単離装置を制作した.また,咋年度購入したパルスジェネレーターを装置にとりつけ,硫化水素と亜酸化窒素のクラスターあるいはヨウ化水素と亜酸化窒素のクラスターを生成し,約15Kでヨウ化セシウムの結晶板上にアルゴンマトリックス単離した.現有の重水素ランプ(紫外可視分光光度計から転用)からの紫外光を照射して,クラスター内の水素原子移動を現有のフーリエ変換型赤外分光光度計によってモニターした.硫化水素と亜酸化窒素のクラスターの研究では,クラスターの生成,アニーリングによるクラスター構造の変化,光照射によるクラスターの減少などを確認できた.また,ヨウ化水素と亜酸化窒素のクラスターの研究では,マトリックス単離した試料に重水素ランプからの光を照射することにより光反応を誘起し,最終生成物としてOHラジカルの赤外吸収スペクトルを確認した.このOHラジカルは,ヨウ化水素の水素原子が亜酸化窒素に移動してできる反応中間体であるHNNOあるいはNNOHを経由してできた最終生成物と考えられる.赤外吸収強度の光照射時間依存性などの解析から,水素移動反応にはトンネル反応が関与している可能性が高いとの結論を得た.また,重水素原子移動の速度を求めて,水素移動の速度と比較検討を行うために,重水素化した硫化水素およびヨウ化水素を合成した.