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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Chemical dynamics of atmospheric peroxyl radicals

Research Project

Project/Area Number 21H04926
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

梶井 克純  京都大学, 地球環境学堂, 教授 (40211156)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐藤 圭  国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 室長 (10282815)
河野 七瀬  近畿大学, 理工学部, 講師 (40736766)
坂本 陽介  国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 主任研究員 (50747342)
定永 靖宗  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70391109)
Project Period (FY) 2021-04-05 – 2024-03-31
Keywords過酸化ラジカル / オキシダント / エアロゾル / 取込み / オゾン
Outline of Annual Research Achievements

過酸化ラジカルとNO2の反応速度定数の測定を実施した。VOCとOHの反応により人工的に生成させたRO2とNO2の反応について重点的に調べた。また、NO2の代わりにゼロガスを使用することで、RO2ラジカルの拡散速度も測定した。RO2ラジカルの検出は大気圧条件下で生成したRO2ラジカルを低圧のセルに導入し、NOと反応させることで最終的にOHラジカルに変換して測定した。ここで検討するRO2としては、CH4、C2H6に加えてC5までの飽和炭化水素から生成するもの、代表性のある2重結合を有するVOCとして、C2、C3および植物起源のイソプレン、テルペンなどから生成する過酸化ラジカルとした。これらのVOCは大気中で重要なことから対象として選定した。これらのRO2ラジカルとNO2の大気圧条件下での反応速度定数測定は世界で初めての成果となった。RO2の拡散は質量の平方根に反比例していることから、大気中の挙動は閉殻分子のものとあまり変わらないことが明らかとなった。過酸化ラジカルのエアロゾルへの取込みについてはHO2ラジカルでは、我々の研究を含めていくつかの先行研究があるが、RO2の取り込みは初めての試みとなった。RO2ラジカルの減衰を直接測定し、エアロゾルによる取り込み速度はエアロゾル試料と清浄空気のそれぞれの測定で得られる反応速度定数の差分と走査式モビリティパーティクルサイザーSMPSで測定される表面積濃度を用いて取り込み係数へと変換した。 測定したエアロゾルは塩化ナトリウム粒子(銅イオン添加、鉄イオン添加)、硫酸アンモニウム粒子(銅イオン添加、鉄イオン添加)、硫酸ナトリウム粒子(銅イオン添加、鉄イオン添加)、海塩エアロゾル(海水より生成)、トルエン由来SOA(硫酸アンモニウム上にトルエン+OH反応生成物を被膜させ生成した)である。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Improved continuous measurement system for atmospheric total peroxy and total organic nitrate under the high NO<i>x</i> condition2024

    • Author(s)
      Ohara Nagomi、Shioji Takahiro、Matsumoto Jun、Inomata Satoshi、Sakamoto Yosuke、Kajii Yoshizumi、Shiigi Hiroshi、Sadanaga Yasuhiro
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments

      Volume: 95 Pages: -

    • DOI

      10.1063/5.0172219

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 大気化学の最前線―第1講 大気で生じる化学反応の全体像―2024

    • Author(s)
      佐藤 圭
    • Journal Title

      大気環境学会誌

      Volume: 59 Pages: A87~A96

    • DOI

      10.11298/taiki.59.A87

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 過酸化ラジカル反応性測定が示すオゾン生成メカニズムの不確実性2024

    • Author(s)
      坂本陽介、黎珈汝、河野七瀬、佐藤圭、森野悠、梶井克純
    • Journal Title

      大気環境学会誌

      Volume: 59 Pages: A50~A53

  • [Journal Article] Investigation of HO<sub>2</sub>uptake onto Cu(<scp>ii</scp>)- and Fe(<scp>ii</scp>)-doped aqueous inorganic aerosols and seawater aerosols using laser spectroscopic techniques2023

    • Author(s)
      Li Jiaru、Sakamoto Yosuke、Sato Kei、Morino Yu、Kajii Yoshizumi
    • Journal Title

      Environmental Science: Atmospheres

      Volume: 3 Pages: 1384~1395

    • DOI

      10.1039/D3EA00093A

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Impact of Hydrogen Mixture on Fuel Consumption and Exhaust Gas Emissions in a Truck with Direct-Injection Diesel Engine2023

    • Author(s)
      Wang Muxi、Matsugi Akira、Kondo Yoshinori、Sakamoto Yosuke、Kajii Yoshizumi
    • Journal Title

      Energies

      Volume: 16 Pages: 4466~4466

    • DOI

      10.3390/en16114466

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] レーザー分光法を用いた大気エアロゾルによるイソプレン由来有機過酸化ラジカル取り込み係数の決定2023

    • Author(s)
      坂本 陽介、Li Jiaru、河野 七瀬、中山 智喜、佐藤 圭、梶井 克純
    • Journal Title

      大気環境学会誌

      Volume: 58 Pages: 1~9

    • DOI

      10.11298/taiki.58.1

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Strategy to control photochemical ozone formation, what could we do?2024

    • Author(s)
      Yoshizumi Kajii
    • Organizer
      ENVIRONMENTAL SUSTAINABILITY THROUGH WASTE AND RECYCLING 2024
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Modeling studies of the effect of HO2 uptake by atmospheric aerosol on surface ozone.2023

    • Author(s)
      Morino, Y., Sato, K., Sakamoto, Y., Li, J., Chatani, S., Shimadera, H., Kajii, Y.
    • Organizer
      The 22nd Annual CMAS Conference, Chapel Hill, NC, USA
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experimental determination of uptake coefficient of isoprene-derived peroxy radical onto deliquesced NaCl particles.2023

    • Author(s)
      Sakamoto, Y., Mikami, R., Kohno, N., Sato, K., Kajii, Y.
    • Organizer
      Goldschmidt 2023 Conference, Lyon, France
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] HO2 uptake onto deliquesced inorganic aerosols and doping impacts of transition metal ions.2023

    • Author(s)
      Li, J., Sakamoto, Y., Sato, K., Kajii, Y.
    • Organizer
      Goldschmidt 2023 Conference, Lyon, France
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of copper-doped aerosol upon the ozone formation during VOC/NOx photooxidation.2023

    • Author(s)
      Sato, K., Fardilah, R.D., Li, J., Morino, Y., Sakamoto, Y., Kajii, Y.
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2023, Chiba, Japan
  • [Presentation] Uptake coefficient of HO2 onto deliquesced inorganic aerosols with and without transition metal ions.2023

    • Author(s)
      Li, J., Sakamoto, Y., Sato, K., Murano, K., Kajii, Y.
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2023, Chiba, Japan
  • [Presentation] The effect of dissolved ions on uptake coefficient of propene-derived RO2 onto NaCl particles.2023

    • Author(s)
      Mikami, R., Sakamoto, Y., Sato, K., Li, J., Kajii, Y.
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2023, Chiba, Japan

URL: 

Published: 2024-12-25  

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