空間制御型量子ビーム誘起反応よる有機汚染物質の分解

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25390125
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 藤乗 幸子 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (50197844)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 量子ビーム / 電子線 / パルスラジオリシス / 過渡吸収 / 過渡共鳴ラマン

Research Abstract

薄膜対応透過型ps～ns電子線パルスラジオリシスシステム構築のため、平成25年度ナノ秒過渡吸収パルスラジオリシス測定システムの高度化を行った。電子線照射による試料の劣化、短い分析光路長によるS/N比が低下を抑制するため、広波長領域でのシングルショット電子線照射過渡吸収システムを立ち上げた。本補助金により測定系オシロスコープの新規購入、測定制御コントローラの更新した。フォトダイオードアレイ（290から900 nm）とInGaAsピンフォトダイオード(900-1600 nm)検出器との組み合わせにより同一光学系紫外～近赤外領域での過渡吸収測定が連続的かつ簡便に行うことが可能となった。また分析光取込光ファイバーの新規設置により、S/N比を大幅に向上させることができた。光路長2mmにおいてもシングルショットパルスラジオシス測定が達成できた。高度化したナノ秒パルスラジオリシス装置は、薄膜材料や、不安定な生物などの試料への適用も可能となり、空間制御型パルスラジオリシスへの発展が実現化された。一方、パルスラジオリシス過渡共鳴ラマン分光システムを立ち上げた。水溶液のパルスラジオリシスは水の放射線分解で生じるヒドロキシルラジカルの反応によりSCNダイマーラジカルアニオンやBrダイマーラジカルアニオンなどの酸化活性種を生成させ、そのS-SやBr-Brの振動スペクトルを時間分解能5 nsでとらえることに成功した。ナノ秒パルスラジオリシスにおいて時間分解過渡吸収分光と時間分解共鳴ラマン分光を組み合わることにより、放射線化学で生成する短寿命活性種の詳細な分子構造を調べられるようになった

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

平成２５年度に計画していた薄膜対応透過型パルスラジオリシス測定はほぼ計画とおり構築することができた。空間制御型薄膜におけるパルスラジオリシスの測定までは至らなかったた。しかし光路長が極端に短い溶液試料におけるシングルショットパルスラジオリス測定は各試料を用いて測定することができ、薄膜パルスラジオリシスの測定におおむね適応できるシステムであることが確認できた。一方、平成２６年度に予定していたパルスラジオリシス共鳴ラマン分光システムの構築に着手することができ、計画以上に進展している。

Strategy for Future Research Activity

平成２５年度高度化および新規構築した測定系により、各種材料中の量子ビーム誘起初期活性種を観測する。観測された初期活性種が及ぼす反応場制御状態での量子ビーム誘起反応を明らかにする。活性中間体の包接状態と反応性を明らかにする。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

測定システム構築のための物品購入はおおむね計画とおり執行することができた。しかしナノ空間反応場への低濃度物質の捕集・集積、分解を行うための実験に着手することができず、それらに必要な消耗品等の物品購入を行わなかった。このため実支出物品費が申請額より低いものとなった。
試薬、薄膜、分光用セル等の購入により、様々なナノ反応場への基質の選択的包接と評価またその量子ビーム誘起反応解析を精力的に進めていき、反応場制御量子ビーム誘起有機汚染物質分解への実用化をめざす。