サブナノ細孔場内分子クラスター濃縮系化学

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08230205
• 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: ナノ細孔 / 分子集合体 / ミクロポアフィリング / 吸着 / X線回折 / 分子シミュレーション / 水分子 / 氷

研究概要

疎水性ナノ空間中での水分子クラスターの構造
0.7から1.3nm細孔径のスリット型カーボンナノ空間中の水分子集団構造のx線回折を143Kから303Kの温度範囲で測定し、電子動径分布関数解析するとナノ空間中の水分子集団とバルクの水とが、0.3・0.5nmの近距離構造に大きな差異を持つことが見い出された。疎水性ナノ空間中では、水分子は細孔壁に吸着されというよりは、互いにクラスターを形成しながら、規則構造形成を進めていると言える。143Kでは、バルクの氷のような動径分布構造をとるが、分布のピーク位置は303Kのものと変わらなかった。
このミクロ孔内の水の構造を明かにするために、回折シミュレーションを実施した。
これによると、細孔内の水の構造は氷I_h構造とは異なることが明らかになった。
CC1_4のナノ空間中でのプラスチック結晶構造形成
0.6から1.8nmの範囲で細孔径の異なるスリットグラファイト細孔中に303KでCC1_4が吸着する様子を、モンテカルログランドカノニカル法で検討すると、細孔径が1.0nmの時のみ、動径分布曲線が他のものと違っている。この動径分布は文献で低温のバルク相で認められるプラスチック結晶構造とほぼ一致する。更に、この構造は実験的にもx線回折から見い出した。

研究成果

• [文献書誌] 飯山,金子他: "An imperfect packing of CC1_4 ndecules confined in a graphitic slit nanospace" Chem.Phys.Lett.259. 37-40 (1996)
• [文献書誌] 飯山,金子他: "Organized molewlar states in cavbon micropores" Fundamentals of Adsorption. 401-408 (1996)
• [文献書誌] 加納,金子: "Magnetic spin states of O_2 confined in a graphitic slit nanospace at low temperatire" J.Phys.Chem.100・2. 755-759 (1996)
• [文献書誌] 飯山,金子他: "Molewlar assembly structue of CCl_4 in graphitic nanospaces" J.Phys.Chem.(1997)
• [文献書誌] K.Kaneko: "Molewlar assembly formation in a solid nanospace" Collid Scvfaces. 109. 319-333 (1996)
• [文献書誌] K.Kaneko,N.Setoyama: "Physical Adsorption ; Experiment,Theory and Appliations" Kluver Academic Press,J.Fraissard 編集, 4 (1997)