2013 Fiscal Year Annual Research Report
光散乱・ＮＭＲ分光法によるガスハイドレート構造安定性のゲスト分子依存性の解明
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23340100
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
佐々木 重雄 岐阜大学, 工学部, 教授 (30196159)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久米 徹二 岐阜大学, 工学部, 准教授 (30293541)
奥地 拓生 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (40303599)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 物性実験 / 分子性固体 / ガスハイドレート / ラマン散乱 / ブリュアン散乱 / NMR / 高圧 |
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| Research Abstract |
本研究では，ラマン・ブリュアン散乱およびNMR分光測定より，メタン，プロパンをゲストとする混合ガスハイドレートおよび重水素化メタンハイドレートのゲスト分子占有状態を調べるとともに，それらの弾性定数の圧力依存性を決定する．これらを実現するために平成25年度では以下の研究を行った．
（１）重水素化メタンハイドレートの高圧ラマン散乱測定およびNMR散乱測定：平成24年度にまでに13Cの核種に対応した高周波増幅器によるNMR分光装置の検出回路系の再構築およびその高効率化のための調整を行ってきた．そこでNMR測定を行う前に，完全重水素化メタンハイドレートの高圧ラマン散乱測定を行い，その圧力誘起相変化，ホストケージ占有状態について評価した．その結果，通常のメタンハイドレートと圧力誘起相変化はほとんど同じではあるが，若干ホストケージ―ゲストメタン分子間の相互作用が異なることが明らかになった．すなわち，重水素化によるゲスト分子のホストケージ占有状態への影響には注意を払う必要があることがわかった．メタンハイドレートの高圧NMR測定については，その測定の困難さから解析に十分なスペクトルを得ることができなかった．
（２）メタン-プロパン混合ガスハイドレートの高圧ブリュアン散乱測定：平成25年度ではメタン-プロパン混合ガスハイドレートのsII相単結晶を作製し，より精緻にその高圧ブリュアン散乱測定を行った．その結果，メタン-プロパン混合ガスハイドレートsII相の弾性的性質の圧力依存性を精密に決定することに成功した．
本研究により，同じメタンハイドレートでも重水素化物ではホストケージ占有性が異なる可能性があること，ゲスト分子の種類，ガスハイドレートの構造が変わるとC11，C44の弾性定数の圧力依存性が大きく変わること，特にsI相とsII相のガスハイドレートでは大きく弾性的性質が異なることが明らかになった．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Pulsed neutron powder diffraction at high pressure by a capacity-increased sapphire anvil cell2013
Author(s)
T. Okuchi, M. Yoshida, Y. Ohno, N. Tomioka, N. Purevjav, T. Osakabe, S. Harjo, J. Abe, K. Aizawa, S. Sasaki
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Journal Title
High Pressure Research
Volume: Vol. 33, No.4
Pages: 777-786
DOI
Peer Reviewed
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