高温高圧下におけるアルコール-水二成分溶液のクラスター構造とダイナミクス

Research Project

Project/Area Number	09740444
Research Category	Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Physical chemistry
Research Institution	Saga University (1998) Fukuoka University (1997)
Principal Investigator	高椋利幸佐賀大学, 理工学部, 助教授 (70291838)
Project Period (FY)	1997 – 1998
Project Status	Completed (Fiscal Year 1998)
Budget Amount *help	¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000) Fiscal Year 1998: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000) Fiscal Year 1997: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords	クラスター構造 / 1-プロパノール-水 / 2-プロパノール-水 / エタノール-水 / アセトニトリル-水 / 1,4-ジオキサン-水 / X線回析法 / NMR緩和法 / 二成分溶液 / メタノール-水 / X線回折測定 / 水素結合
Research Abstract	1. 常温常圧における1-プロパノール-水および2-プロパノール-水ニ成分溶液(アルコールモル分率0.0【less than or equal】X_A【less than or equal】1.0)に対するにおけるX線回析法により、これらニ成分溶液のクラスター構造は、X_A=0.1および0.7付近を境界に、主に水クラスターが生成する領域(X_A【less than or equal】0.1)、アルコールの鎖状クラスターと水クラスターがともに生成する領域(0.1【less than or equal】X_A【less than or equal】0.7)、さらに、アルコール鎖状クラスターの生成が支配的になる領域(0.7【less than or equal】X_A【less than or equal 2. X線回析法により凍結にともなうエタノール-水ニ成分溶液のクラスター変化を研究した。エタノールモル分率X_E=0.1では凍結において六方晶氷I_hが生成するのに対し、X_E=0.2および0.3においては、氷I_hは形成されず、エタノールの鎖状クラスターと水の液体構造が発達することが明らかになった。これらのことは、我々が提唱した常温におけるクラスター構造を支持する結果である。 3. アセトニトリル-水ニ成分溶液のクラスター構造変化をX線回析法および赤外分光法により研究した。このニ成分溶液中では、アセトニトリルモル分率0.2【less than or equal】X_<AN>【less than or equal】0.8の広い領域で、双極子相互作用により会合したアセニトリルクラスターと水クラスターが同時に存在し、微視的には相分離を起している 4. X線回析法とNMR緩和法を用い、1,4-ジオキサン-水ニ成分溶液のクラスター構造とダイナミクスを研究した。ジオキサンモル分率0.3【less than or equal】X_<dio>【less than or equal】1.0では、純ジオキサンが持つクラスター構造が保たれており、水分子はそのジオキサン酸素原子に水素結合していると考えられた。また、0.1【less than or equal】X_<dio>【less than or equal】0.3では1〜2分子のジオキサン分子に水分子が水素結合で会合した比較的小さなクラスターが形成し、さらに、X_<dio>【less than or equal】0.1において