2011 Fiscal Year Annual Research Report
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21245020
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岡田 哲男 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20183030)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 健 京都大学, 化学研究所, 教授 (30258123)
原田 誠 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (60313326)
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| Keywords | 氷 / 共存液相 / イオンの水和 / ハイドレート / ラマン / X線吸収微細構造 |
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| Research Abstract |
1.アイスクロマトグラフィー
ドープ氷を用いると、氷表面への吸着と共存液相への分配の両方で、アイスクロマトグラフィーにおける溶質の保持が決まる。NaC1およびKC1をドープした際の溶質の保持挙動を相図から求められる共存液相体積と分配係数から詳細に検討し、多くの場合高精度に理論的な解釈が可能であることを示した。このことは、分離の最適化が温度やドーパント濃度で制御できることを示している。しかし、共晶点以下の低温でも分配が無視できず、この温度帯での熱力学的に予想できない液相の存在が示唆された。
2.氷共存液相における異常促進反応
クラウンエーテルのアイスクロマトグラフィー保持について、分配と吸着だけでは説明できない。そこで、錯生成を考慮した評価を行ったところ、ベンゾ24クラウン8では、同温、同イオン強度の水溶液に比較して約4桁錯生成定数が増加していることがわかった。この他、フルオレセインジアセテートの加水分解反応の促進、蛍光性色素ピラニンの蛍光特性などが共存液相中では水溶液とは異なることなどを見出した。
3.電解質ドープ氷におけるイオンの挙動
前年度のXAFSの測定で、電解質ドープ氷において、ドーパント濃度が低いときには、共晶点以下の温度で水和イオンが見られた。その時間変化を追跡したところ、水和イオンが数時間かけて塩結晶に変化する現象が観察された。このことを総合的に解析し、共晶点以下でも共存液相が存在し、塩の結晶化が相当な時間をかけて起きることを示した。'
4.氷/有機相界面でのハイドレート生成
THFハイドレートの氷/ヘキサン界面での生成を顕微ラマン測定により評価し、-2℃において約30μm程度の範囲にハイドレートが生成することを直接観察した。この温度がわずかに0.5℃低くなることでハイドレートの生成は抑制されることを見出した。この温度はアイスクロマトグラフィーで以前明らかにした界面擬似液相の発達温度に合致しており、THFハイドレートの生成に界面擬似液相が重要な役割を果たしていることを明らかにした。
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