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ハイドレート・過冷却水・ガラス中の溶存状態とダイナミクスに関する光化学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 17350010
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関(財)豊田理化学研究所

研究代表者

岡田 正  財団法人豊田理化学研究所, フェロー (40029442)

研究分担者 広瀬 美治  豊田中央研究所, 分析・計測部, 部長 (60394392)
稲垣 伸二  豊田中央研究所, 先端研究センター, マネジャー (30374086)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
14,010千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 510千円)
2007年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2006年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2005年度: 8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
キーワードベンゼンハイドレート / メソ細孔中の水溶液 / エネルギー移動 / 有機-無機ハイブリッドメソ多孔体 / 発光性構造欠陥 / 発光特性 / 有機-無機ハイブリッド多孔体
研究概要

ハイドレートケージ内のベンゼンおよびメソ細孔中のベンゼンと水および細孔壁との相互作用を分光学的手法によって測定し,溶存状態の特徴,励起状態におけるダイナミクスを光化学的立場から明らかにすることを目的として研究した.1.ベンゼンおよび重ベンゼンのハイドレート:最も基本的な芳香族分子であるベンゼンのハイドレートに関する実験データは非常に少ない.キセノンをヘルプガスとするハイドレートケージ内のベンゼンのラマンスペクトル(450-3300cm^<-1>領域),蛍光スペクトル,蛍光寿命を測定した.4相共存曲線(4℃で1.9気圧、5℃で2.1気圧程度)と共に実験の論文およびラマンスペクトルの理論的解析の論文としてまとめている.2.細孔径が約4nmの4種類のメソ多孔体(細孔壁面:SiO_2;SiO_2を(EtO)_3Si-(CH_2)_3-NH_2で表面処理;(SiO_1.5-CH_2CH_2-SiO_1.5)_n;(SiO_1.5-C_6H_4 SiO_1.5)_n)中の水およびベンゼン飽和水溶液(室温で2.3x10^<-2>M)の示差熱解析を行った.3.メソ細孔中のベンゼン水溶液:ベンゼンの励起状態ダイナミクスはベンゼンS1状態から細孔壁中の構造欠陥への励起移動が主たる失活過程であることを示した.4.メソ細孔中のベンゼン液体:ベンゼンと細孔壁との局所的な分子間相互作用がバルクの性質を支配していると考えられる結果を得た.細孔径4.3nmではベンゼンは80Kでも凝固せず,7.8nmの場合1次転移を示す明確な発熱ピークが観測されない.この結果はメソ孔内のベンゼン液体構造が細孔壁からの距離に依存して徐々に変化することを示している.5.有機-無機ハイブリッドメソ多孔体:基本的な系であるフェニレンシリカメソ多孔体の壁面の励起状態ダイナミクスを明らかにした.励起状態ダイナミクスを壁面構造と関連付けてその温度依存性を説明してまとめた.6.メソ多孔体中の発光性構造欠陥を調べて石英中の構造欠陥の研究を参考に整理した.

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (21件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Fluorescence studies on benzene and benzene aqueous solution in mesoporous silica.2008

    • 著者名/発表者名
      T.Okada
    • 雑誌名

      Polish J.Chem. 82

      ページ: 729-739

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical Modification of Crystal-like Mesoporous Phenylene-Silica with Amino Groups.2008

    • 著者名/発表者名
      M.Ohashi
    • 雑誌名

      Chem.Commun 2008

      ページ: 841-843

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Synthesis of Porous Organoislicas Containing Chiral Organic Groups within Their Framework and a New Analytical Method for Enantiomeric Purity of Organosilicas.2008

    • 著者名/発表者名
      S.Inagaki
    • 雑誌名

      Chem.Commun 2008

      ページ: 202-204

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Mesoporous Aromatic Silica Thin Films and Their Optical Properties2008

    • 著者名/発表者名
      Y Goto
    • 雑誌名

      Chem.Mater. (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] メソ多孔体シリカおよびベンゼンシリカ壁中の発光性構造欠陥とベンゼン励起状態との分子間相互作用2008

    • 著者名/発表者名
      岡田 正
    • 雑誌名

      豊田研究報告 61

      ページ: 1-13

    • NAID

      40016102075

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fluorescence studies on benzene and benzene aqueous solution in mesoporous silica2008

    • 著者名/発表者名
      T. Okada, K. Yamanaka, Y. Goto S.Inagaki
    • 雑誌名

      Polish J. Chem 82

      ページ: 729-739

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Direct Synthesis of Porous Organoislicas Containing Chiral Organic Groups within Their Framework and a New Analytical Method for Enantiomeric Purity of Organosilicas2008

    • 著者名/発表者名
      S. Inagaki, S. Guan, Q. Yang, M. P. Kapoor, T. Shimada
    • 雑誌名

      Chem. Commun. 2008

      ページ: 202-204

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Chemical Modification of Crystal-like Mesoporous Phenylene-Silica with Amino Groups.2008

    • 著者名/発表者名
      M. Ohashi, M. P. Kapoor, S. Inagaki
    • 雑誌名

      Chem. Commun. 2008

      ページ: 841-843

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthesis of Mesoporous Aromatic Silica Thin Films and Their Optical Properties.2008

    • 著者名/発表者名
      Y Goto, N. Mizoshita, O. Ohtani, T. Okada, T. Shimada, T. Tani, S. Inagak
    • 雑誌名

      Chem. Mater. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular Interactions between Benzene Excited State and Photoactive Defect Centers in Mesoporous Silica and Benzene-silica Walls.2008

    • 著者名/発表者名
      T. Okada
    • 雑誌名

      Toyota Kenkyu Hokoku 61

      ページ: 1-13

    • NAID

      40016102075

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fluorescence studies on benzene and benzene aqueous solution in mesoporous silica2008

    • 著者名/発表者名
      T. Okada
    • 雑誌名

      Polish J.Chem 82

      ページ: 729-739

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 液化二酸化炭素を冷媒とした温度制御セルホルダー2007

    • 著者名/発表者名
      岡田正
    • 雑誌名

      分光研究 56

      ページ: 66-67

    • NAID

      10018417917

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] メソ多孔体中のベンゼンおよびベンゼン水溶液の分光研究2007

    • 著者名/発表者名
      岡田 正
    • 雑誌名

      豊田研究報告 60

      ページ: 11-18

    • NAID

      40015504800

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Temperature Controlled Cell Holder Using Liquid Carbon Dioxide as a Cooling Material2007

    • 著者名/発表者名
      T. Okada, A. Maeda
    • 雑誌名

      Bunkokenkyu 56

      ページ: 66-67

    • NAID

      10018417917

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 液化二酸化炭素を冷媒とした温度制御セルホルダー2007

    • 著者名/発表者名
      岡田正, 前田明
    • 雑誌名

      分光研究 56・2

      ページ: 66-67

    • NAID

      10018417917

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of hierarchical porous silica and its optical property.2006

    • 著者名/発表者名
      S.Fujita
    • 雑誌名

      Microporous Mesoporous Mater 96

      ページ: 205-209

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ハイドレート・低温水溶液中のベンゼンと媒体との相互作用2006

    • 著者名/発表者名
      岡田 正
    • 雑誌名

      豊田研究報告 59

      ページ: 9-18

    • NAID

      40015231282

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Preparation of hierarchical porous silica and its optical property.2006

    • 著者名/発表者名
      S. Fujita, H. Nakano, M. Ishii, H. Nakamura, S. Inagaki
    • 雑誌名

      Microporous Mesoporous Mater 96

      ページ: 205-209

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Environment Effects on Benzene Fluoresecence in Clathrate hydrate and Mesoporous Materials2006

    • 著者名/発表者名
      T. Okada
    • 雑誌名

      Toyota Kenkyu Hokoku 59

      ページ: 9-18

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Spectroscopy on Benzene and Benzene Aqueous Solution Adsorbed in Mesoporous Materials.2006

    • 著者名/発表者名
      T. Okada
    • 雑誌名

      Toyota Kenkyu Hokoku 60

      ページ: 11-18

    • NAID

      40015504800

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Preparation of hierarchical porous silica and its optical property.2006

    • 著者名/発表者名
      S.Fujita, H.Nakano, M.Ishii, H.Nakamura, S.Inagaki
    • 雑誌名

      Microporous Mesoporous Mater 96

      ページ: 205-209

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] フェニレンシリカメソ多孔体の励起状態ダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      岡田 正
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 発表場所
      信州大 松本市
    • 年月日
      2007-09-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] フェニレンシリカメソ多孔体の励起状態ダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      岡田 正
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 発表場所
      信州大学,松本
    • 年月日
      2007-09-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] メソ多孔体骨格芳香族架橋基の励起状態ダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      山中健一
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      東北大 仙台市
    • 年月日
      2007-09-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] メソ多孔体骨格芳香族架橋基の励起状態ダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      山中 健一
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      東北大学,仙台
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Benzene and benzene aqueous solution in capillary and mesoporous materials2007

    • 著者名/発表者名
      T.Okada
    • 学会等名
      International Conference on Photochemistry 2007
    • 発表場所
      Koln,Germany
    • 年月日
      2007-08-01
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Benzene and Benzene aqueous solution in capillary and mesoporous materials.2007

    • 著者名/発表者名
      T.Okada
    • 学会等名
      Int. Conf. Photochemistry
    • 発表場所
      Koln, Germany
    • 年月日
      2007-08-01
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Benzene and benzene aqueous solution in capillary and mesoporous materials2007

    • 著者名/発表者名
      T. Okada
    • 学会等名
      Int.Conf.Photochemistry 2007
    • 発表場所
      Koln,Germany
    • 年月日
      2007-08-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Xe-Benzene ハイドレートのラマン分光・蛍光分光2006

    • 著者名/発表者名
      岡田正
    • 学会等名
      溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      山形大 山形市
    • 年月日
      2006-11-23
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 水中のベンゼン蛍光の温度依存性,環境依存性2005

    • 著者名/発表者名
      岡田正
    • 学会等名
      溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      同志社大 京都市
    • 年月日
      2005-11-18
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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