液体ノナン酸界面の光反応実験：太陽光波長におけるOHラジカル生成効率の定量

液体壬酸界面光反应实验：太阳光波长下 OH 自由基生成效率的量化

基本信息

批准号：
22K18019
负责人：
沼舘直樹
金额：
$ 2.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

海洋表面や大気エアロゾルの表面に存在しているノナン酸（炭素が9個の飽和脂肪酸）の太陽紫外線による光分解反応は、対流圏における新たなOHラジカル生成源として大気化学分野にて注目されている。しかし、実験の難しさから室内実験においては液体ノナン酸の光分解反応の定量どころか初期反応生成物であるOHラジカルの直接検出すら行われていなかった。我々はレーザー誘起蛍光法（Laser-induced fluorescence, LIF）を利用することで液体有機物の光反応初期生成物を直接検出する装置を開発した。そして、本研究では液体ノナン酸の213 nm光分解に伴うOHラジカル脱離過程を定量することに成功した。実験チャンバー内に液体ノナン酸を導入し、真空ポンプにてLIF法が適応可能な低真空状態まで排気した。Nd:YAGレーザの5倍波（213 nm）を液体ノナン酸に照射し、液体界面から気相へと脱離したOHラジカルを282 nmレーザーを用いたLIF法により直接検出することに成功した。また、光吸収断面積とOHラジカル生成の量子収率が既知である気相酢酸の光分解実験の結果と比較することで、世界で初めて液体ノナン酸界面の213 nm光分解に伴うOHラジカル脱離過程を定量することにも成功した。また、筑波大との共同研究として行った和周波発生分光測定により、液体ノナン酸界面ではノナン酸分子が二量体を形成していることが明らかとなった。気相カルボン酸は二量体を形成することで紫外光分解によるOHラジカル生成確率が減少することが知られている。本研究にて測定した液体ノナン酸界面の光反応性は気相酢酸と比較して100分の1以下と極めて小さく、これは液体界面における二量体形成が要因であると考えられる。

太阳能紫外线射线在海洋和大气气溶胶表面上存在的非氨基酸（饱和脂肪酸与九个碳的饱和脂肪酸）的光解反应吸引了大气化学领域的注意，这是对流层中OH自由基产生的新来源。但是，由于实验的难度，不仅在室内实验中甚至没有进行液态硝酸的光降解反应的定量，而且还没有直接检测到OH自由基的初始反应产物。我们开发了一种通过使用激光诱导的荧光（LIF）来直接检测液体有机物光的初始产物的设备。在这项研究中，我们成功地量化了与213 nm液体硝酸光解相关的OH自由基解吸过程。将液氮酸引入实验室中，并撤离到一个低真空状态，在该状态下，可以将LIF方法适应使用真空泵。 ND：YAG激光器的5-型层波（213 nm）被辐照到液态违反液中，并使用282 nm激光器直接通过LIF方法成功地检测了从液体界面中解脱到气相的OH自由基。此外，通过比较气相乙酸的光解实验的结果，其中在世界上，我们已经成功地定量了与液态否洋酸界面在世界上首次在世界上首次量化了与213 nm的光解相关的OH激进解吸过程。此外，与Tsukuba大学合作进行的总和产生光谱测量结果表明，非氨基酸分子在液态nonnoanoic酸界面形成二聚体。众所周知，气相羧酸中二聚体的形成降低了通过紫外线光解的OH自由基形成的概率。在这项研究中测得的液体硝酸界面的光反应性非常小，不到气相乙酸的十分之一，被认为是由于液体界面处的二聚体形成所致。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

液体ノナン酸の光反応におけるOHラジカル生成の定量

液体壬酸光反应中 OH 自由基生成的定量

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
沼舘直樹;齊藤翔太;野嶋優妃;石橋孝章;江波進一;羽馬哲也
通讯作者：
羽馬哲也

Direct Observation and Quantitative Measurement of OH Radical Desorption During the Ultraviolet Photolysis of Liquid Nonanoic Acid

液体壬酸紫外光解过程中OH自由基脱附的直接观察和定量测量

DOI：
10.1021/acs.jpclett.2c02199
发表时间：
2022
期刊：
The Journal of Physical Chemistry Letters
影响因子：
0
作者：
Naoki Numadate;Shota Saito;Yuki Nojima;Taka-aki Ishibashi;Shinichi Enami;and Tetsuya Hama
通讯作者：
and Tetsuya Hama

Direct detection of OH radicals in the photolysis of liquid nonanoic acid using laser-induced fluorescence

使用激光诱导荧光直接检测液体壬酸光解中的 OH 自由基