2013 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
23310019
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
忽那 周三 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 研究グループ長 (60344131)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小池 和英 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 主任研究員 (10356959)
瀬戸口 修 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 主任研究員 (00357328)
陳 亮 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境化学技術研究部門, 上級主任研究員 (70371060)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
|
| Keywords | 沈着表面抵抗 / 水和反応 / 異相間物質移動 / アルデヒド / gem-ジオール / 気液界面 |
|---|
| Research Abstract |
大気質モデルの沈着表面抵抗は、水への溶解性等を指標としたスケーリング係数を用いて推定されている。本研究は、アルデヒド類のスケーリング係数の改良方法を提案して大気質モデルの改良に資することを目的とする。
撹拌装置に試料を矩形パルス状に導入し、その応答を観察して試料の土壌成分等への沈着表面抵抗を吸着と分離して解析した。二酸化硫黄（スケーリング係数の基準物質）を試料とした場合、装置壁面における消失が無視できないが、壁面水膜への吸収と気相濃度の1次に比例する消失反応を仮定して実験データを再現できることがわかった。また、アセトアルデヒドの土壌成分への沈着表面抵抗を吸着と分離して相対湿度40-90％下で観察した。有意な沈着はなく、吸着挙動のみが観察され、吸着量は土壌成分の水分量と比例しない。二相フロー法でアセトアルデヒドの水表面への物質移動速度を測定し、土壌成分の水分量を用いて、上記吸着挙動の速度と比較した。
水クラスターからなるアルデヒドの水和反応（gem-ジオール生成反応）モデルを構築した。ジオール生成を導くアルデヒドへの水素移動反応は、水分子の配向に依存し、段階的または協奏的反応の2つの異なるモデルで記述される。アルデヒド類の水和反応の活性化エネルギー及びジオール生成自由エネルギーに対して、いずれのモデルも計算と実験値の間に0.99以上の相関係数をもつ線形関係が成立した。この関係を用いて、実験値のないアルデヒド類の水和反応の活性化エネルギーを得た。さらに、気液界面(水表面)とバルク水(水中)の反応性を比較した結果、上記水素移動反応は協奏的機構よりも段階的機構が優先し、また水表面の反応性がバルク水よりも高いことを見出した。アルデヒド類の水和反応性は、水表面での水の配向性に大きく依存し、水表面での反応性がバルク水より卓越する機構は、関連するH3O+の結合角の小さな変化により説明できた。
|
| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
|
