非挿入型高温高圧音響測定装置の製作と多成分系水溶液の臨界パラメータの測定

非插入式高温高压声学测量装置的制作及多组分水溶液关键参数的测量

• 批准号: 19655007
• 负责人: 山口 敏男
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Fukuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19655007/
• 关键词: 高温高圧振動密度計; 超臨界流体; エタノールー水混合溶媒; 中性子回折; 水素結合; エネルギー分散X線回折; メタノールー水混合溶媒; 硝酸亜鉛水溶液; 超臨界メタノール; 臨界定数; 音響セル; アルコール-水混合溶媒; 中性子散乱; FTIR; X線非弾性散乱; 高温高圧振動密度計; 超臨界流体; エタノールー水混合溶媒; 中性子回折; 水素結合; エネルギー分散X線回折; メタノールー水混合溶媒; 硝酸亜鉛水溶液; 超臨界メタノール; 臨界定数; 音響セル; アルコール-水混合溶媒; 中性子散乱; FTIR; X線非弾性散乱

(1)亜臨界および超臨界多成分系水溶液の巨視的な臨界パラメータ(臨界温度、臨界圧力)や相挙動を最大圧力50MPaと最大温度673Kまで測定できる、U-チューブ型振動密度計SCFP2を設計・製作した。密度計は、1/8"SUSキャピラリー、セラミクヒータ、恒温槽、PZTトランスヂューサからなる。(2)空気とトルエン(密度既知液体)で測定した固有振動数スペクトル値を用いて、試料液体の密度を計算するソフトウェアを開発した。各熱力学条件あたり、密度測定に要する時間は1時間である。(3)水の密度を200℃一定、5-50MPa条件で測定した結果、文献値と1.3%以内で一致した。また、エタノールの密度を130-350℃、10-20MPa条件で密度を測定した結果、文献値と0.5-1.5%以内で一致した。この誤差は密度計中の熱電対の温度校正をすることにより、改善できる。(4)1M硝酸亜鉛水溶液の密度を、25-300℃、30MPa一定で測定した。(5)中性子同位体置換実験とEmpirical Potential Structure Refinement法を併用して、超臨界状態(360℃、100MPa,53MPa)における0.2モル分率エタノール水溶液の構造(3次元構造、溶媒クラスター分布、水素結合分布)を明らかにした。また、常温常圧の構造と比較検討した。その結果、超臨界状態において、水およびエタノールクラスターの生成が消滅することが明らかになった。(6)エネルギー分散型X線回折法により、30MPa一定、25-350℃条件下で、水および0.3モル分率メタノール水溶液の構造決定を行った。高温になるにつれて、水素結合が切断されて、単純液体の構造に似てくることが明らかになった。

（1）我们设计和制造了U-Tube振动密度仪表SCFP2，可以测量宏观临界参数（临界温度，临界压力）和亚临界和超临界多组分水溶液的相位行为，最高压力为50MPA，最大温度为673K。密度仪由1/8“ SUS毛细管，陶瓷加热器，恒温浴和PZT换能器组成。（2）我们开发了使用用空气和甲苯测得的固有频谱值（已知密度液体）测量的软件来计算样品液体的密度。在1.3％的情况下，在130-350°C和10-20MPA的条件下测量了5-50MPA的条件。 25-300°C和30MPA。结果表明，水和乙醇簇的形成消失在超临界状态。 （6）使用能量色散X射线衍射方法来确定在常数30MPa和25-350°C下水和0.3 mol分数水溶液溶液的结构。随着温度的达到，据揭示了氢键被裂解，类似于简单液体的结构。