| 研究課題/領域番号 |
20K23361
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
沼舘 直樹 東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任助教 (20850100)
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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| キーワード | エアロゾル / 気液界面 / 光化学反応 / OHラジカル / レーザー誘起蛍光法 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題の目的は、大気圧下における大気－水界面に存在する有機物（脂肪酸など）の光化学反応にて生成されるOHラジカルをレーザー誘起蛍光（LIF）法にて直接検出することである。最近、このOHラジカル生成過程が大気化学分野にて注目されているが、本当にOHラジカルが生成されるか未だ確認がなされていないのが現状である。そこで、2020度は試験的に真空中における液体界面実験用装置を立ち上げ、液体ノナン酸の光反応によるOHラジカル生成の検証実験を行った。
まずは、オゾン（O3）用いてLIF法を利用したOHラジカル検出系の確認実験を行った。真空排気した実験チャンバー内に導入したO3に266nmの紫外レーザーを照射することでOとO2に光分解し、OとH2Oの反応を通じてOHラジカルを生成した。色素レーザーを用いてOHラジカルを励起し、その蛍光を光電子増倍管にて検出した。色素レーザーの波長を走査することでスペクトルを取得し、OHラジカルのLIFスペクトルと一致することを確認した。
液体実験では、実験チャンバー内に液体ノナン酸を導入して1Pa程度まで真空ポンプにて排気した。213nmの紫外レーザーをノナン酸に照射し、光反応により生成されたOHラジカルをLIF法にて直接検出した。また、光反応用レーザーとOHラジカル検出用レーザーの照射タイミング依存性とOHラジカル検出位置依存性を測定することで、検出されたOHラジカルが気体ノナン酸由来ではなく、液体ノナン酸の界面より脱離したものであることを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2020年度は、真空中における液体界面の光反応実験用装置を開発することで、紫外レーザー照射により液体ノナン酸界面から脱離したOHラジカルをレーザー誘起蛍光法により直接検出することに成功した。これに伴い、本研究課題の目的の一つである液体界面における有機物の光化学反応によるOHラジカル生成の実験的な検証が達成された。
以上が進捗状況に関する上記区分の理由である。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在は実験装置の試験を優先しているため、ノナン酸の吸収断面積が大きい213nmのレーザー光を利用して光反応実験を行っている。今後は、大気化学分野への貢献を目指し、太陽光の波長領域（295-330 nm）におけるOHラジカルの生成確認と量子収率の測定を行う。また、大気圧下における大気－水界面における有機物の光反応を測定するための装置開発も同時に進めていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
COVID-19の影響により予備実験に遅れが生じ、装置設計が遅れたため。
2020年度に予定していた新たな実験チャンバーの設計・購入を2021年度に移行し、大気－水界面用実験装置の開発を進める。
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