超臨界CO_2中における遷移金属錯体分子のダイナミクスのNMR法による研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11440176
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 江口 太郎 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (50107083)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中山 尋量 神戸薬科大学, 助教授 (40189080) ; 上田 貴洋 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (70294155) ; 宮久保 圭祐 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (70263340)
• Keywords: 超臨界流体 / キセノン / 二酸化炭素 / 高圧NMR / 細孔性物質 / ポリマー / 触媒 / ダイナミクス

Research Abstract

1.本研究課題で製作したin situ固体高圧(200気圧)高分解能NMRプローブを用いて、種々のポリマー中の自由体積(ミクロ細孔)の大きさを^<129>Xe NMRにより決定した。これらの細孔径は陽電子消滅法から求められた値とよい相関があることがわかった。以上の結果をまとめて2編の論文を発表した。(次ページ参照)
2.上で述べたように、^<129>Xe NMRは、ミクロ細孔物質の細孔構造や吸着特性を調べるための有力な手段である。しかし、これまでメソ細孔物質に適用した例はほとんどなく、特に超臨界流体下での研究はない。本研究では、Xeの超臨界流体領域におけるメソ細孔内Xeの動的挙動の細孔径依存性と臨界現象の有無を調べるために、典型的なメソ細孔物質FSM-16の細孔径dが1.9,2.7,4.1nmの試料について^<129>Xe化学シフト(δ)の圧力依存性を測定した。また細孔内外の交換速度を調べるために^<129>Xeの二次元交換NMRを測定した。細孔内Xeの化学シフトは細孔の大きさによって特異的な振舞を示す。d=1.9nmの場合、細孔内のXeの化学シフトは低圧領域で圧力依存性が強くなっており、大きく低磁場側ヘシフトする。吸着力が強いゼオライトなどのミクロ細孔物質ではこれと似た傾向が見られる。約2MPaから線幅が徐々にブロードになり、shoulderが現れる。この線形は二つのローレンツ型の成分の重ね合わせと考えることができる。圧力が高くなるにつれて、細孔壁と強く相互作用する成分と比較的自由に動ける成分がはっきり分離して観測されるからである。d=4.1nmの場合は、バルクに類似した挙動で、単一の成分しか観測されない。d=2.7nmの場合には中間的な挙動を示し、臨界現象が起こるためにはこの程度の空間が必要であることが示唆された。この結果をまとめて、現在投稿論文を準備中である。

Research Products

• [Publications] Bunsow Nagasaka: "Positron Annihilation and ^<129>Xe NMR Studies of Free Volume in Polymers"Radiation Physics and Chemistry. 58. 581-585 (2000)
• [Publications] Bunsow Nagasaka: "High-Pressure ^<129>Xe NMR Study of Supercritical Xenon Interacting with Polymers"Chemical Physics Letters. (印刷中). (2001)