| 研究概要 |
本研究は,多成分超臨界流体における溶媒和について基礎的な理解を深めるために,2成分超臨界流体の高分解能ラマンスペクトルの測定を行って,溶媒・溶質それぞれの分子状態を同時に調べることを目的とした。初年度は高圧装置とラマン測定系の構築・整備を行い,第2年度にはこれらの特性の検討とCO_2とベンゼンの系,CO_2とクロロベンゼンの系について予備的な測定を試みた。
まず,高圧装置の主要要素である送液ポンプ2台と圧力調整弁の動作の特性を調べ,目的とする温度・圧力・組成に合わせるための運転方法を検討した。その結果,セルを目的温度に保ち,組成に合わせた試料送液速度で2台のポンプを十分な時間最大圧力で運転し,その後セルを閉鎖系としてスペクトル測定をし,ついで順次試料を放出して圧力を下げながら測定を行うのが最良と判断した。
上記の検討結果をもとに,(a)低濃度CO_2/ベンゼン,(b)高濃度CO_2/ベンゼン,(c)低濃度CO_2/クロロベンゼンの3種類の試料について,臨界温度よりも若干高い温度で圧力を変えながら測定を行った。(a)では,本実験で用いている光学系を用いれば,ベンゼンのモル分率0.01程度でも実用的な精度で溶質のラマンバンドを観測できること,ベンゼンのバンドの幅がCO_2密度によって変化することが確認できた。(b)では超臨界領域の気体的領域でCO_2の付随的なバンドが現れることを見出した。これはベンゼンとCO_2の錯体に帰属できるものと考えられ,今後の詳細な研究を行う必要がある。(c)では,(b)と同様に気体的領域でクロロベンゼン分子のラマンバンドが特異的なシフトをすることを見出した。これは双極子モーメントをもつ分子と溶媒との間に特有な現象と考えており、この問題も今後詳細な研究を行う価値があると考えている。
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