量子液体ヘリウムIIによるオングストロームポロシメトリー

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05554018
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 金子 克美 千葉大学, 理学部, 教授 (20009608)
• 研究分担者: 鈴木 孝臣 千葉大学, 理学部, 助手 (20196835)
• キーワード: 液体ヘリウム / ミクロ孔 / 気体吸着 / 超流動 / 分子シミューション / 細孔径分布 / 拡散 / 量子効果

研究概要

極低音ヘリウム吸着法によるオングストロームオーダーの極微細孔の評価法をほぼ確立した。7Å以上の細孔系では、4.2Kでのヘリウム吸着速度は極低温にもかかわらず、数分以内の高速で完了した。この現象はスリット型細孔中のHe原子がスリット細孔表面方向への並進運動が励起されているためと考えられた。細孔容積の明らかな、各種ゼオライトを用いて極微細孔中の吸着ヘリウム層の密度を決定した。その密度は細孔の形状と大きさに依存した。スリット型細孔では平坦表面上のヘリウム吸着の密度の0.20ml/gに近いことが示された。カーボン系でDubinin-Stoekli関係を利用して、Gauss分布を用いると、容易に細孔分布が得られた。ヘリウム法からの細孔分布は、窒素吸着法よりも、小さい方向へシフトしており、小さいプローブの特徴が認められた。
解析を一般化するために、吸着第1層と第2層との分配を分子ポテンシャルから求める方法を確立した。さらにヘリウム吸着に対するグランドカノニカルアンサンブルモンテカルロ(GCMC)法による分子統計力学法を開発した。GCMC法によって等温線が求められるようになった。今後は細孔分布の決定にGCMC法による分子統計力学法を適用する段階に達した。

研究成果

• [文献書誌] N.Setoyama,K.Kaneko: "Ultramicropore Characterization by He adsorption" Characterization of Porous Solids III. 593-602 (1994)
• [文献書誌] K.Kaneko: "Determination of pore size and pore size distribution" Journal of Membrane Science. 96. 59-89 (1994)
• [文献書誌] K.Kaneko,D.Nicholson: "Nitrogen adsorption in slit porees at ambient temperatures" Langmuir. 10. 4606-4609 (1994)
• [文献書誌] N.Setoyama,K.Kaneko: "Density of He adsorbed in micporesat 4.2K" Adsorption. 1. 1-6 (1995)
• [文献書誌] G.X.Li.K.Kaneko: "Water rejective nature of fluoriated microporous carban fibor" Langmuir. 11(印刷中). (1995)
• [文献書誌] K.Kaneko: "Dynamics of Gas Adsorption on Heterogeneous solid surfaces" Elsevier(印刷中), (1995)