超臨界水・アルコール中の溶媒和電子および反応のダイナミクス

Research Project

Project/Area Number	11750659
Research Category	Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	反応・分離工学
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	高橋憲司北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00216714)
Project Period (FY)	1999 – 2000
Project Status	Completed (Fiscal Year 2000)
Budget Amount *help	¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000) Fiscal Year 2000: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000) Fiscal Year 1999: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywords	超臨界流体 / 水和電子 / 吸収スペクトル / パルスラジオリシス / 反応速度 / 電子移動 / 水素結合 / 誘電率 / スペクトル / 電子線
Research Abstract	昨年度開発した超臨界水装置を用いて、超臨界水中でのO_2と水和電子の反応速度定数の密度および温度依存性を測定した。水和電子は、電子加速器からの電子線パルスを超臨界水に照射し、水分子のイオン化により生じる2次電子により生成される。速度定数は密度の増加に従って減少するが、水の臨界密近傍を境に急激に増加に転じるV字型の密度依存性を示した。また、温度の増加に伴い、そのV字の谷は低密度側へ移行することが明らかとなった。このような、密度依存性を示す理由として、いくつかの因子が考えられる。一つは、誘電率の変化である。水和電子は、誘電率の変化に敏感で、その水和構造も大きく変化したため、反応速度が上記のようなV字型依存性を示す可能性がある。しかし、速度定数と誘電率変化とには正の相関関係は見られなかった。別の可能性として、水素結合ネットワークの変化にともない水和電子の構造が変化し、その構造変化が反応速度に影響した可能性がある。生島らが超臨界水中での水素結合の変化を測定しているが、その変化と反応速度の密度依存性はよく対応している。この点に関しては、更なる検討が必要である。