液体の低速電子線衝突によるラジカルイオンおよび溶媒和電子の生成

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07217204
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 近藤 保 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (10011610)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 真船 文隆 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (50262142) ; 寺嵜 亨 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (60222147) ; 野々瀬 真司 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (70212131)
• Keywords: 液体分子線 / フェノール / 水和クラスターイオン / 共鳴2光子イオン化 / 二次元構造相転移 / ナフタレン / プロトン移動反応 / 増感剤

Research Abstract

真空中の連続液体流である液体分子線に対して、紫外レーザーを照射し、その結果気相中に生成するイオンを質量分析器を用いて検出し、液体表面付近における分子の溶媒和構造や、化学反応を調べた。
例えば、フェノール水溶液に272nmのレーザー光を照射した場合、フェノール分子イオンに水分子が数個溶媒和したクラスターイオン、C_6H_5OH^+・(H_2O)_n及びフェノール2量体イオンから水素原子が脱離して生成したイオン、[(C_6H_5OH)_<2->H]^+、が主に生成していることがわかった。C_6H_5OH^+・(H_2O)_n強度が、照射レーザー強度に対して2次で増加する傾向を示すことから、共鳴2光子吸収によって、水和されたフェノール分子がイオン化し、水和されたまま気相中に放出されたと考えられる。一方、同時に生成するフェノール2量体イオンの強度が、フェノール濃度が0.55Mを越えると急に増加することから、これ以上の濃度でフェノール分子が作る二次元構造が相転移を起こして変化するものと推定される。
一方、ナフタレンのエタノール溶液の場合は、光イオン化に伴ってナフタレンイオンからエタノールへのプロトン移動反応が起こることが分かった。この後、ナフタレンは溶媒から水素を引き抜いて再生し、再び反応に関与することから、ナフタレンはプロトン生成の増感剤となっていることがわかった。

Research Products

• [Publications] 河野淳也: "Ion‐Molecule Reaction between a Protonated Phenyl Ketone and an Alcohol Following Multiphoton Excitation in a Liquid Beam" J.Phys.Chem.99. 15627-15632 (1995)
• [Publications] 真船文隆: "Pair Formation of Phenol in the Vicinity of an Aqueous Solution Surface Studied by Means of Liquid Beam Multiphoton Ionization Mass Spectrometry" J.Phys.Chem.99. 13814-13818 (1995)
• [Publications] 真船文隆: "Ejection of Cluster Ions from a Liquid Beam of an Aniline‐Propanol Solution Following Laser Photoionization" J.Chinese Chem.42. 449-454 (1995)
• [Publications] 松村尚: "Scavenging Reaction of Solvated Electron Produced by UV Laser from Iodide Anion in Liquid Beam" J.Phys.Chem.99. 5861-5864 (1995)
• [Publications] 寺嵜 亨: "Fragmentation Process of Size‐Selected Aluminum Cluster Anions in Collision with a Silicon Surface" J.Chem.Phys.104. 1387-1393 (1996)
• [Publications] 安松久登: "Absorption Spectrum of C_<60> in the Gas Phase:Autoionization via Core‐Excited Rydberg States" J.Chem.Phys.104. 899-902 (1996)