2023 年度研究成果報告書

高イオン強度条件下におけるエアロゾルの反応速度定数の定量的評価

研究課題

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研究課題/領域番号	21K17876
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分63010:環境動態解析関連
研究機関	東北大学 (2022-2023) 金沢大学 (2021)
研究代表者	玄大雄東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (50774535)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	エアロゾル / 大気化学反応
研究成果の概要	本研究では、NO2ガスのエアロゾル相での加水分解反応を反応系を研究対象として研究を進めた。反応生成物である硝酸イオンの生成速度とNO2ガス濃度のプロットから、本反応は一次反応であることがわかった。本研究を通して、本反応系はエアロゾルの酸性度と反応速度定数の間には強い相関がなく、エアロゾルのイオン強度に強く依存することがわかった。さらに大気化学モデルに実装可能なデータセットにするため、得られた反応速度定数(kI)とイオン強度(I)との定量的な関係の数式化に試み、対数関数を用いて、log10(kI/kI=0)=0.04Iと記述することが出来た。
自由記述の分野	大気化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	エアロゾルの反応速度定数への高イオン強度の影響は未だ解明されず、従来の研究ではバルク反応領域から得られた速度定数がエアロゾルの反応速度定数として代用されてきた。本研究の成果では、高イオン強度条件の影響に係る実験的検討を行い、エアロゾル相での反応速度定数は、バルク溶液（イオン強度がゼロ）に比べて、何倍もから高いことを示した。この成果は、従来のバルク溶液から得られた反応速度論は大気エアロゾル中で起こる化学反応には適用できないことが示唆され、大気化学研究におけるイオン強度の重要性が高まると考えられる。