| Project/Area Number |
22K18019
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
|
|---|
| Research Institution | University of Tsukuba (2023)
The University of Tokyo (2022) |
|---|
Principal Investigator |
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
|
|---|
| Keywords | 大気化学 / 液体ノナン酸 / 界面 / 光分解 / レーザー誘起蛍光 / 吸収断面積 / 不純物 / ノナン酸 / 光化学反応断面積 / 紫外吸収分光 / 気液界面 / 光化学反応 / 脱離生成物 / レーザー誘起蛍光法 / 光反応断面積 / 液体有機物 / 光反応 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
空気と界面活性な有機分子の気液界面における化学反応は地球の気候変動を理解する上で重要な要素である。近年、太陽紫外線を吸収しないと考えられてきた有機物が、エアロゾルなどの気液界面に存在する場合には光反応を起こす可能性が示唆された。本研究ではレーザー誘起蛍光法を用いて、液体有機物(ノナン酸) の界面における光反応、特にOHラジカル生成過程の定量測定法を確立することを目的とする。また、太陽紫外線を含む波長領域(215-330 nm) においてOHラジカル生成効率を定量することで、気液界面の光反応という新たなOH生成過程が大気化学へ及ぼす影響を検証する。
|
| Outline of Final Research Achievements |
We developed a new laser apparatus for UV laser photolysis of liquid organic surface and succeeded in direct observation and quantitative measurement of gaseous OH radical formation in the 213 nm photolysis of neat nonanoic acid (NA) using laser-induced fluorescence. Using vibrational sum-frequency generation spectroscopy, we revealed the cyclic dimer structure of the NA molecules at the liquid surface which can inhibit the OH radical formation. We also developed a device for recrystallization at low temperatures and under anaerobic conditions and measured UV absorption cross section of the extremely purified NA. The obtained cross sections at the wavelengths longer than 260 nm are much smaller than that before purification by recrystallization. This result indicates that the previously reported absorption data of wavelengths longer than 260 nm by liquid NA originates from trace impurities such as ketones and keto acids intrinsically contained in NA reagent.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究課題によって、液体有機物界面の光化学反応性の絶対値を定量する実験手法が開発された。これにより現在の大気モデルにおいて最大の不確定性とされている気液界面の光化学反応研究に一定の道筋がつけられた。加えて、近年の大気化学分野において注目されているノナン酸の光分解反応によるOHラジカル生成過程が従来の定説とは異なりほぼ無視できることが明らかにされ、液体試薬を扱った光化学研究における微量不純物の影響力を強く認識させることとなった。これらの研究成果は大気化学分野の室内実験研究において極めて重要な技術と知見であり、今後の気候変動予測の精度向上に貢献することが期待される。
|
