水溶液中での化学反応を時間分解赤外分光法で観測する試み

• Project/Area Number: 15655004
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Physical chemistry
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岩田 耕一 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (90232678)
• Project Period (FY): 2003 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2004: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2003: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
• Keywords: 時間分解赤外分光法 / 水溶液 / 逆ミセル / ピラニン / AOT / 水素結合 / プロトン移動反応

Research Abstract

研究代表者らは,昨年度,水溶液中に形成したAOT(ジ(2-エチルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウム)逆ミセル中に可溶化したピラニン(8-ヒドロキシ-1,3,6-ピレンスルホン酸)を光励起したときに生じる変化を時間分解赤外分光法によって観測した.今年度は,昨年度の実験でピラニンを光励起したときにOH伸縮振動領域で観測された顕著な時間変化を解釈するために必要な実験を行った.
赤外スペクトルにおけるOH伸縮振動領域の変化は,可溶化されたピラニン分子のプロトン解離による水素結合の変化以外にも,逆ミセル中の水の温度上昇によっても生起する可能性がある.水の温度を変えた場合の赤外スペクトルの変化は従来から研究されているが,報告されている結果は一致していない.これは,水による赤外吸収強度がきわめて大きいことによって生じる実験上の制約のためである.通常の赤外分光用試料セルで水を保持すると赤外光が透過しないので,水の赤外スペクトルの温度変化を精度よく測定することは容易ではない.研究代表者らは,本補助金によって新たに光路長5マイクロメートルの特殊なフッ化カルシウム製赤外分光用試料セルを購入し,このセルを自作のKRS5製赤外分光用セルと併用してバルクの水の赤外スペクトルを測定した.
測定の結果,昨年度得られたOH伸縮振動領域の変化は,通常の温度上昇からでは説明し難いことが示唆された.本研究によって,逆ミセルを利用して水溶液中での光化学反応を赤外分光法で追跡する実験が可能であることを示すことができた.