非線形分光法を用いた中高密度流体中での溶媒和のダイナミクスの研究

利用非线性光谱研究中密度流体中的溶剂化动力学

• 批准号: 08230220
• 负责人: 木村 佳文
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08230220/
• 关键词: 超臨界流体; 時間分解光力一効果; 分子間振動; 二酸化炭素; 亜酸化窒素

本研究では、超臨界流体中で見られる局所揺らぎのダイナミクスを検討するために、ブロードバンドの超短パルス光を用いた光Kerr効果[OKE]の実験を適用し、純溶媒ならびに溶質を溶かした超臨界流体での低振動領域のラマン散乱を測定することを計画した。今回我々は、実験装置の立ち上げから行ない、チタンサファイアレーザーの基本波(820nm,半値幅80fs程度)を光源とした、ヘテロダイン検出のOKE (OHD-OKE)測定の光学系を構成した。超臨界流体に対する測定を行なうための高圧光学容器は、耐圧50MPa以上の一般的な2方窓付き(8mm厚の合成石英窓、光路長4mm)のものを用いた。その結果、超臨界二酸化炭素および亜酸化窒素に対してOKE信号の密度変化を、臨界密度付近からその2倍程度の領域にかけて測定することに成功した。実験の結果、両流体中でのOKE信号は、電子応答ならびに分子間振動をしめす部分と、回転緩和をしめすテ-ルの部分から構成されることが明らかとなった。回転緩和部分の解析から、両流体の回転緩和時間はほぼ同程度であり(臨界密度の2倍の密度領域付近で、0.3ps)、二酸化炭素においてはDepolarized Rayleigh scatteringより求められた回転相関関数の減衰定数にほぼ一致しており、本測定の妥当性を示すものと考えられる。また同一の条件下での四塩化炭素液体からの信号との比較により、短時間領域において集団的な分子振動を示す応答が得られていることが示された。ただし、短時間応答の成分は、現状では高圧容器の光路長の制限により十分な時間分解能が得られておらず、現在高圧容器の改良を行い、時間分解能を向上させた条件下での測定を進めているところである。

在本研究中，为了研究超临界流体中观察到的局部波动的动力学，我们应用宽带超短脉冲光进行光学克尔效应[OKE]实验，并应用该实验研究超临界流体中观察到的局部波动的动力学我们计划测量临界流体低振动区域的拉曼散射。此次，我们搭建了实验设备，构建了以钛蓝宝石激光器基波（820 nm，半值宽度约80 fs）为光源的外差检测OKE（OHD-OKE）测量光学系统。 。用于测量超临界流体的高压光学容器是典型的双向窗（8毫米厚的合成石英窗，光路长度4毫米），耐压能力为50 MPa或以上。结果，我们成功测量了超临界二氧化碳和一氧化二氮的 OKE 信号的密度变化，从接近临界密度到大约两倍的临界密度。实验结果表明，两种流体中的OKE信号都由显示电子响应和分子间振动的部分和显示旋转弛豫的尾部部分组成。对旋转弛豫部分的分析表明，两种流体的旋转弛豫时间几乎相同（临界密度两倍的密度区域附近为0.3 ps），而对于二氧化碳，由去偏振瑞利散射得到的旋转相关函数为表明该测量的有效性，因为它几乎与衰减常数一致。另外，与相同条件下的四氯化碳液体的信号进行比较可知，在短时间内得到了表示分子集体振动的响应。然而，对于短时响应分量，由于高压容器光路长度的限制，目前还无法获得足够的时间分辨率。目前，高压容器正在不断改进，可以测量在提高时间分辨率的条件下取得的成果我们正在取得进展。

项目成果

竹林良浩: "超臨界二酸化炭素および亜酸化窒素に対する時間分解光力一効果の測定" 日本化学会第72春季年会要旨集. (印刷中). (1997)

Yoshihiro Takebayashi：“超临界二氧化碳和一氧化二氮的时间分辨光功率效应的测量”日本化学会第 72 届春季年会论文集（1997 年）。