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かご型アルカリハライドナノ結晶への極性分子吸着反応の研究

Research Project

Project/Area Number 18651044
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Nanostructural science
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

美齊津 文典  Tohoku University, 大学院・理学研究科, 准教授 (20219611)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) リントゥルオト 正美  京都府立大学, 人間環境学部, 講師 (10275191)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Keywordsアルカリハライド / クラスター / 潮解反応 / 質量分析 / ナノ結晶 / 構造異性体 / イオン移動度分析 / かご型 / 溶解反応 / 潮解 / かご型構造 / 分子吸着
Research Abstract

アルカリハライド結晶のクラスター、例えばNaFクラスターは正イオンNa^+と負イオンFから構成され、バルク結晶における面心立方格子構造の部分構造をとることが知られている。そのためにこのクラスターはナノ結晶とも呼ばれ、一価正イオンNa_nF_<n-1>^+の場合n=14,23,32においてそれぞれ(3×3×3),(3×3×5),(3×3×7)型の直方体構造となって安定に存在する。このクラスターへの分子吸着反応を調べることによって、バルク結晶表面に対応した微視的知見を得ることができると期待される。
本研究ではNa_nX_<n-1>^+(X=F,I)を対象としてROH分子[ROH=H_2O,CH_3OH,(CH_3)_2CHOH,(CH_3)_3COH]の吸着反応を質量分析によって調べた。その結果、X=F,Iいずれの場合も反応性はn=13で高く14で低いことがわかった。また、Rが大きくなるにつれて、どちらの場合もn=13の高い反応性が失われる傾向を持つことが明らかとなった。一方、理論計算の結果から、Na_nX-_<n1>^+に対するROHの吸着反応ではOH基のO原子がXの欠陥位置に配位する傾向が予測された。したがってROHのRの部分を変えることは、単純に分子のかさ高さを変えていることに対応すると考えられる。n=13は欠陥位置の違いなどから複数の構造異性体が考えられるが、分子が大きくなると吸着反応性が低下するという実験結果は、n=13では(3×3×3)の立方体構造の内部に向かって欠陥を持つかご型構造をとっていると考えるとうまく説明できる。すなわち、n=13への吸着はかご型構造内部への侵入による過程が主となっていると結論することができた。さらに、本年度はアルカリハライドナノ結晶イオンの構造異性体分離のためのイオン移動度分析計の開発を進め、半導体クラスターを用いて分離条件の最適化を完了した。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Ion Chemistry of 1H-1,2,3-Triazole2008

    • Author(s)
      T. Ichino, et. al.
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry B 112

      Pages: 545-557

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    • Journal Title

      European Physical Journal D 43

      Pages: 41-44

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    • Author(s)
      A. Furuya, et. al.
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry A 111

      Pages: 5995-6002

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  • [Journal Article] Photoinduced Dissociation Reactions of Silver Fluoride Cluster Ions2007

    • Author(s)
      N.Hori et al.
    • Journal Title

      European Physical Journal D (印刷中)

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      A.Furuya et al.
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      A.Furuya et al.
    • Journal Title

      The Journal of Chemical Physics 125

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      美齊津文典
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      東北大学
    • Year and Date
      2007-09-20
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      美齊津文典, 他
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      第一回分子科学討論会
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      東北大学
    • Year and Date
      2007-09-18
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      神戸大学
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      2007-06-14
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    • Year and Date
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      N. Hori, et. al.
    • Organizer
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    • Place of Presentation
      東北大学さくらホール
    • Year and Date
      2007-05-19
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    • Author(s)
      美齊津文典, 他
    • Organizer
      第55回質量分析総合討論会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場
    • Year and Date
      2007-05-16
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://qpcrkk.chem.tohoku.ac.jp/~misaizu/framepage1.htm

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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