2002 Fiscal Year Annual Research Report
単一微小油滴インジェクション-蛍光-電気化学法による油/水相間物質移動過程の研究
Project/Area Number |
02J06309
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Research Institution | University of Tsukuba |
Principal Investigator |
根岸 貴幸 筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC1)
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Keywords | 油 / 水界面 / レーザーマニピュレーション / 微小油滴 / 顕微蛍光法 / 微小電極 / 物質移動課程 |
Research Abstract |
単一微小油滴/水系における物質移動過程の研究に、波長400nmの半導体レーザーを励起光源とする顕微蛍光法を新たに導入し、単一微小油滴インジェクション-蛍光-電気化学法を作製した。同法により、水相中のフェロセン誘導体カチオン(FcTMA^+)とヘキサフルオロリン酸イオン(PF^-_6)がリン酸トリブチル(TBP)油滴にイオン対抽出される過程をトリプルポテンシャルステップ法により電気化学的に測定し、速度論的解析を行なった。その結果、イオン対抽出の初速度は水相中のFcTMA^+の濃度にのみ依存し、PF^-_6および水相イオン強度には依存しなかった。さらに、バルク系のイオン移動ボルタンメトリーにより個々のイオンの標準イオン移動電位を評価し、また、導電率測定により抽出平衡時にTBP相でFcTMA^+とPF^-_6が一部解離して存在する事を確認した。これらの結果から、この系においてはイオン対抽出過程が個々のイオンのイオン移動により起こり、その律速段階がFcTMA^+の油/水界面におけるイオン移動である事を明らかにした。 続いて、FcTMA^+とアニオン性界面活性剤を用いてTBP/水系でイオン対抽出過程の測定を行なった。イオン性の界面活性物質が存在する系では油水界面への吸着が起こり、上述のような電位ステップを頻繁に行なうような測定手法では安定して測定する事が困難であった。そこで、TBP油滴中に蛍光プローブであるペリレン(Pe)を溶解させておき、TBPに抽出されたFcTMA^+によりPeの蛍光が消光される事を利用してFcTMA^+のイオン対抽出速度を測定した。アニオン性界面活性剤として直鎖アルキル硫酸ナトリウム(C_nH_<2n+1>OSO^-_3Na^+;アルキル鎖長(n):11〜13)を用いると、n=11の系では抽出初速度は水相中のC_<11>H_<23>OSO^-_3濃度のみに依存したが、n=12およびn=13の系ではFcTMA^+, C_nH_<2n+1>OSO^-_3の両水相濃度に依存した。この結果は、アルキル鎖長によってイオン対抽出メカニズムが異なる事を示しており、TBP/水系でのC_nH_<2n+1>OSO^-_3Na^+存在下での界面張力変化やC_nH_<2n+1>OSO^-_3の標準イオン移動電位を考慮し解析を行なった。
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Research Products
(4 results)
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[Publications] K.Nakatani, T.Noguchi, T.Negishi: "Single Microdroplet/Water Extraction and in situ Microanalysis by Microcapillary Injection and Differential Pulse Voltammetry"Analytical Sciences. 18(5). 533-536 (2002)
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[Publications] T.Negishi, K.Nakatani: "A Mechanistic Study on Ion Pair Extraction using Single Microdroplet Injection and Microelectrochemical Techniques"Physical Chemistry Chemical Physics. 5(3). 594-598 (2003)
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[Publications] K.Chikama, T.Negishi, K.Nakatani: "Transfer Mechanism of Dodecyl Sulfate with Methylene Blue Across an Oil/Water Interface Studied by Single Droplet Injection and Microabsorption Methods"Bulletin of the Chemical Society of Japan. 76(2). 295-299 (2003)
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[Publications] K.Nakatani, T.Sekine, T.Negishi: "Encyclopedia of Surface and Colloid Science Vol.3"Marcel Dekker, New York. 11 (2002)