溶液内高速熱化学反応測定システムの開発

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11554030
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 稲田 康宏 名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 助手 (60242814)
• キーワード: フロー法 / PAF装置 / 変速フロー装置 / 溶液内高速熱化学反応 / 迅速混合技術 / 高速サンプリング / パルスYAGレーザー / 流速変化

研究概要

本研究では、溶液内で起こる熱化学反応のうち、一次の速度定数で10^6s^<-1>(半減期約0.5μs)までの高速反応の反応速度の測定が可能な高速サンプリング機構の構築を目標に、国内で初めてPulsed Accelerated Flow(PAF)装置を開発し、試料溶液の加速と連動した発振周波数でのパルスYAGレーザー光を検出光として用いる独自の高速熱化学反応測定システムの開発を目的とした。
本年度は、設備備品として購入した(株)ユニソク製の「変速フロー装置」に、(1)二種類の反応溶液のフローを大出力モーターを連結したピストンシリンジで駆動する方式に改良し、(2)それぞれの溶液を5つの経路に分流する分流部を取り付け、(3)観測セル部に溶液フローと同一方向からパルスYAGレーザー光を導入できるような光学系を組み込む改良を行い、PAF装置の中心である溶液迅速混合部の開発を行った。また、モーターが内蔵するエンコーダーの出力と検出光強度の検出器からの出力を同時に二系統で入力できるデータ処理部を開発した。前者は溶液の流速を測定するためのものであり、あらかじめモーターに記憶させた変速プロファイルを実際の時間スケールで測定する仕組みを取り入れた。さらに、本研究代表者の所属する研究機関に既設のマルチ測光検出システム((株)ユニソク製)に観測セル部を組み入れ、単波長における光路内の積分吸光度の時間変化を測定できるようにシステム化した。これによって得られる検出光強度の時間変化を、流速の時間変化と組み合わせて解析することにより、高速熱化学反応の反応速度を解析することが可能になった。

研究成果

• [文献書誌] Y.Inada, Y.Itoh, S.Funahashi: "Mechanistic Studies on Solvent Exchange of Tetrahedrally Solvated Cobalt(II)Ion in 1,1,3,3-Tetramethylurea as a Bulky Solvent"Inorganic Reaction Mechanism. (in press). (2000)
• [文献書誌] Y.Inada, S.Funahashi: "Equilibrium and Structural Study of Complexation of Iron(III)Ion with Chloride in Acidic Aqueous Solution by Means of X-Ray Absorption Spectroscopy"Zeitschrift fur Naturforschung B. (in press). (2000)
• [文献書誌] Y.Inada, H.Hayashi, K.Sugimoto, S.Funahashi: "Solvation Structures of Mn(II), Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II), and Ga(III) Ions in Methanol, Ethanol, Dimethyl Sulfoxide, and Trimethylphosphate"The Journal of Physical Chemistry. 103・10. 1401-1406 (1999)
• [文献書誌] Y.Inada, Y.Tsutsui, H.Wasada, S.Funahashi: "Solvation Structure of Copper(I) Ion in Nonaqueous Solvents As Studied by EXAFS and ab Initio Molecular Orbital Methods"Zeitschrift fur Naturforschung B. 54・2. 193-199 (1999)