キャピラリーセルを用いた超臨界CO2顕微分光測定によるモディファイヤー効果の解明

• 研究課題/領域番号: 17K05893
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分析化学
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 大橋 朗 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (50344833)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 超臨界二酸化炭素 / 溶解度 / モディファイヤー効果 / 顕微ラマン分光法 / キャピラリーセル / 金属錯体 / 共鳴ラマンスペクトル / モディファイヤー / 顕微共鳴ラマン分光法 / 紫外可視吸光光度法 / ピリジルアゾフェノール / 水素結合 / ラマン分光法

研究成果の概要

水素結合供与性モディファイヤー添加に伴う金属錯体の超臨界二酸化炭素(SC-CO2)への溶解度向上の要因を明らかにするため、角型フューズドシリカキャピラリーを分光セルとして用いるSC-CO2相顕微ラマン分光装置を開発した。Fe(acac)3錯体のラマンスペクトルは、モディファイヤー添加に伴い変化した。また、その変化の度合いはモディファイヤーの水素結合供与能が大きいものほど大きくなった。これらの結果より、水素結合供与性モディファイヤー添加に伴う金属錯体のSC-CO2への溶解度の著しい向上は、水素結合を介した金属錯体-モディファイヤー会合体生成によるものであることが明らかにされた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

角型キャピラリーを分光セルに用いる本システムは、既存のレーザー顕微分光システムに比較的安価に組み込むことが可能である．本研究で開発した装置により、吸光度からSC-CO2相に溶解している分析物の定量、ラマンスペクトルから分析物の構造情報を同時に得ることが可能になった。本装置は、超臨界二酸化炭素相中での溶質とモディファイヤー間の相互作用を検討するうえで有用な分析装置であると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Crystallization Mechanism of Palladium(II)-Pyridylazophenol Complex at the Liquid-Liquid Interface (2021)
  • 著者名/発表者名: A. Ohashi, T. Kiminarita
  • 雑誌名: Solvent Extr. Res. Dev., Jpn. 巻: 28
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Evaluation of the Aggregate of Palladium(II)-Pyridylazophenol Complex at the Heptane-Water Interface by the Centrifugal Liquid Membrane Method (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Ohashi, T. Kiminarita, H. Watarai
  • 雑誌名: Solvent Extraction Research and Development, Japan 巻: 24 号: 2 ページ: 105-111
  • DOI: 10.15261/serdj.24.105
  • NAID: 130005689384
  • ISSN: 1341-7215, 2188-4765
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of Calcium Ions on the Thermostability and Spectroscopic Properties of the LH1-RC complex from a New Thermophilic Purple Bacterium Allochromatium tepidum (2017)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y.*, Lyu, S., Okoshi, A., Okazaki, K., Nakamura, N., Ohashi, A., Ohno, T., Kobayashi, M., Imanishi, M., Takaichi, S., Madigan, M. T., Wang-Otomo, Z.-Y.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 121 号: 19 ページ: 5025-5032
  • DOI: 10.1021/acs.jpcb.7b03341
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Measurement of the Aggregates of Anionic Porphyrin with Cationic Surfactants at the Supercritical Carbon Dioxide/Water Interface by Total Internal Reflection Spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Ohashi, M. Endo, K. Yamagishi, H.-B. Kim
  • 雑誌名: Proceedings of The 21th International Solvent Extraction Conference (ISEC2017) 巻: 1 ページ: 15-19
  • 査読あり
• [学会発表] カチオン性界面活性剤の構造の違いが超臨界二酸化炭素/水界面でのTPPS会合体生成に及ぼす影響の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鈴木智明・山岸康平・遠藤真輝・佐々木崇成・大橋朗
  • 学会等名: 第38回溶媒抽出討論会
• [学会発表] 第三級アミンを有する8-キノリノールビス体を用いた第13族元素のイオン液体抽出 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大橋朗 ・ 齋藤壮 ・ 黒田智 ・ 金幸夫
  • 学会等名: 日本分析化学会第68年会
• [学会発表] 超臨界二酸化炭素抽出系における新規な分離・検出系に関する研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大橋朗
  • 学会等名: 第16回茨城地区分析技術交流会
  • 招待講演
• [学会発表] 超臨界二酸化炭素/水界面におけるTPPS会合体生成挙動に及ぼす界面活性剤構造の影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大橋 朗 ・ 遠藤 真輝 ・ 山岸 康平 ・ 鈴木 智明 ・ 金 幸夫
  • 学会等名: 日本分析化学会第67年会
• [学会発表] 第三級アミンを有する8-キノリノールビス体を用いたイオン液体抽出による金属イオンの分離 (2018)
  • 著者名/発表者名: 齋藤壮，黒田智，大橋朗，金幸夫
  • 学会等名: 第36回溶媒抽出討論会
• [学会発表] Measurement of the Aggregates of Anionic Porphyrin with Cationic Surfactants at The Supercritical Carbon Dioxide/Water Interface by total Internal Reflection Spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Ohashi, M. Endo, K. Yamagishi, H.-B. Kim
  • 学会等名: The 21th International Solvent Extraction Conference (ISEC2017)
  • 国際学会