固液界面における微量物質存在化学状態の量子ビーム利用分析

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07558182
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 田中 知 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10114547)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 塚本 政樹 (財)電力中央研究所, 物理化学部, 主任研究員 ; 等々力 賢 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (10270886) ; 米岡 俊明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (40013221) ; 長崎 晋也 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (20240723) ; 寺井 隆幸 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90175472)
• Keywords: レーザ誘起光音響分光分析 / レーザーラマン分光分析 / 固液界面 / 鉄酸化物 / EDTA / FTIR / PAS

Research Abstract

地下水中における各元素の溶存状態や固相(岩石・鉱物)への吸着結合状態を測定するためのレーザー誘起光音響分光分析システムの構築を行った。まず最初に、化学結合振動が主に赤外域にエネルギー吸収帯を有することに注目し、赤外線を利用した光音響分光セルを試作・設置した。固相としては、地層中の主要な構成岩石であるFe3O4ならびにFe2O3を用いた。まず固相系からの信号の取り出しを行い、固相表面状態に依存した出力信号を得た。そして、フーリエ変換操作と合わせることで表面状態の解析が可能であることが明かとなった。さらに、吸着種としては地下水中の有機物の模擬物質としてカルボキシル基を有するEDTAを用い、それが有する官能基からの信号波数変化から吸着メカニズムの考察を行った。さらに、固液界面セルを用いたレーザー誘起光音響分光分析装置の構築が終わり、現在液相中濃度と信号強度との相関を確認している。液相系から得られた出力信号の強度、波長、波形等の特性から、固液界面現象に応じて発生すると予測される信号特性を検討し、その解析システムの設計を行っている。また、本年度のレーザー誘起光音響分光法とともに平成8年度に実施する予定のレーザーラマン分光法に関しても、通常の溶液セルを用いた固液界面測定を予備的に実施することで、固液界面フローセルとその解析システムに要求される仕様の調査を行うとともに、レーザーラマン分光法によって固液界面現象の測定が可能であるとの結果を得ることができた。