| Project/Area Number |
19655007
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Physical chemistry
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
山口 敏男 Fukuoka University, 理学部, 教授 (70158111)
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| Project Period (FY) |
2007 – 2008
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2008)
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| Budget Amount *help |
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
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| Keywords | 高温高圧振動密度計 / 超臨界流体 / エタノールー水混合溶媒 / 中性子回折 / 水素結合 / エネルギー分散X線回折 / メタノールー水混合溶媒 / 硝酸亜鉛水溶液 / 超臨界メタノール / 臨界定数 / 音響セル / アルコール-水混合溶媒 / 中性子散乱 / FTIR / X線非弾性散乱 |
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| Research Abstract |
(1)亜臨界および超臨界多成分系水溶液の巨視的な臨界パラメータ(臨界温度、臨界圧力)や相挙動を最大圧力50MPaと最大温度673Kまで測定できる、U-チューブ型振動密度計SCFP2を設計・製作した。密度計は、1/8"SUSキャピラリー、セラミクヒータ、恒温槽、PZTトランスヂューサからなる。(2)空気とトルエン(密度既知液体)で測定した固有振動数スペクトル値を用いて、試料液体の密度を計算するソフトウェアを開発した。各熱力学条件あたり、密度測定に要する時間は1時間である。(3)水の密度を200℃一定、5-50MPa条件で測定した結果、文献値と1.3%以内で一致した。また、エタノールの密度を130-350℃、10-20MPa条件で密度を測定した結果、文献値と0.5-1.5%以内で一致した。この誤差は密度計中の熱電対の温度校正をすることにより、改善できる。(4)1M硝酸亜鉛水溶液の密度を、25-300℃、30MPa一定で測定した。(5)中性子同位体置換実験とEmpirical Potential Structure Refinement法を併用して、超臨界状態(360℃、100MPa,53MPa)における0.2モル分率エタノール水溶液の構造(3次元構造、溶媒クラスター分布、水素結合分布)を明らかにした。また、常温常圧の構造と比較検討した。その結果、超臨界状態において、水およびエタノールクラスターの生成が消滅することが明らかになった。(6)エネルギー分散型X線回折法により、30MPa一定、25-350℃条件下で、水および0.3モル分率メタノール水溶液の構造決定を行った。高温になるにつれて、水素結合が切断されて、単純液体の構造に似てくることが明らかになった。
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